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Moteur à combust ion.
L'invention a pour objet la forme de la chambre de compres- sion et la disposition des canaux d'aspiration et d'échappement et celle des divers organes dans les moteurs à combustion compor- tant une chambre de compression concentrée essentiellement au- dessus d'une moitié du Cylindre, symétriquement par rapport au plan passant par l'axe du cylindre et la bougie d' allumage.
Le rendement élevé, thermique et volumétrique des moteurs à combustion dépend d'une série de conditions, par exemple le brassage du mélange pendant la course de compression, la longueur du parcours du front de flamme lors de la combustion, des résis- tances à l'entrée et la sortie des gaz, etc.
Ces conditions sont déterminées à leur tour par construction de la chambre de combustion, en ce qui concerne ses dimensions, sa forme, le rap- port de la superficie au volume de la disposition des organes de la distribution, du nombre, des dimensions et de la disposi- tion des soupapes, ainsi que la position de la bougie d'allumage,
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Si l'on ne considère que des moteurs à combustion à deux soupapes montées dans la culasse, on connait une série de construc tions comportant les formes les plus diverses de la chambre de compression et les dispositions les plus variées des soupapes et de la bougie, le tout tendant à réaliser le but précité.
Toutefois on a souvent recours à une solution ayant un caractère de compr- mis trop prononcé, par exemple lorsqu'on dispose la bougie en tenant compte de son refroidissement ou lorsque la position des soupapes est déterminée par le mécanisme de distribution, de sorte que le résultat recherché n'est pas atteint.
La construction selon l'invention de la culasse à deux sou- papes représente une solution qui remplit le mieux les conditions de réalisation d'un rendement thermique et volumétrique élevé et qui, de plus permet un agencement d'ensemble avantageux du moteur du point de vue de la simplicité et du caractère rationnel de la distribution par soupapes, ainsi que de l'accessibilité des diffé- rents organes.
Les fig. 1, 2 et 3,4 montrent deux variantes du moteur à combustion selon l'invention, comportant une chambre de compres- sion 3 concentrée essentiellement au-dessus d'une moitié du cylindre, symétriquement par rapport au plan passant par l'axe au cylindre et la bougie d'allumage. Deux soupapes sont prévues dans la culasse en dehors de ce plan de symétrie. La seule sou- pape qui débouche dans la chambre de compression concentrée 3 est la soupape d'échappement 4, laquelle est généralement située de telle manière que sa tige est inclinée sur le plan perpendiculaire au plan de symétrie précité passant par l'axe du cylindre.
La variante représentée dans la fig. 1 par une coupe du cylindre 2 et de la culasse 1, coupe passant par la soupape d'é- chappement, parallèlement au plan de symétrie de la chambre de compression, laquelle variante est montrée dans la fig. 2, par une élévation de la culasse, représente un moteur à combustion selon l'invention, dans lequel la paroi supérieure de la chambre de compression 3 est constituée par la surface 5 perpendiculaire
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à l'axe de la soupape d'échappement 4, la paroi inférieure de cette chambre étant formée par la surface généralement cylindrique 6 du fond de piston 7, les deux surfaces convergeant vers l'axe du cylindre.
Le profil de la chambre de combustion dans son plan de symétrie passant par l'axe du cylindre et la bougie décroît progressivement en direction de l'axe du cylindre, où les deux surfaces précitées se raccordent par des arêtes droites aux parties planes de la culasse 1 et du fond de piston 7, lesquelles délimitent la fente antidétonante 8, dans laquelle débouche la soupape d'aspiration 9.
La seconde variante, montrée dans la fig. 3 par une coupe de la culasse passant par l'axe de la soupape d'aspiration paral- lèlement au plan de symétrie de la chambre de compression et, dans la fig. 4 par la coupe A-B passant par l'axe de la soupape d'échappement,représente un moteur à combustion du m'orne type, mais comportant une soupape d'échappement 4'également inclinée sur le plan de symétrie de la chambre de compression.
La paroi supérieure et la paroi inférieure de la chambre de compression concentrée 3 convergent de telle manière en raison de la disposi- tion des surfaces sphériques 3' et 61,dont les centres sont si- tués sur le plan de symétrie de la chambre de compression, que 1 plans d'interception des deux surfaces sphériques avec les parti:=- planes de la culasse 1 et du fond de.piston 7, lesquelles délimi- tent la fente antidétonante 8, forment deux cercles correspon- dants. Le centre de la surface sphérique de la paroi supérieure de la chambre de compression concentrée est située au point d'intersection de l'axe de la soupape d'échappement avec le plan de symétrie de cette chambre.
Dans les deux cas, les canaux d'aspiration 10 et d'échappement 11 débouchent à l'extérieur di- rectement sur le côté de la chambre de compression 3 par le trajet le plus court, le raccourcissement de ces canaux étant assuré par le fait que la paroi de la culasse qui contient leurs débouchés est inclinée au-dessus de la chambre de compression.
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Le mécanisme distributeur, c'est-à-dire l'arbre à cames, les poussoirs, les tiges de levée et les culbuteurs sont dans ce cas prévus sur le c3té opposé.
Comme la chambre de compression est concentrée autour de la bougie, et que son profil diminue avec la distance de celle-ci en direction de la fente antidétonante, les temps de combustion relatifs au début de la période de combustion du mélange sont sensiblement réduits, et la plus grande partie du mélange est brûlée au cours du processus de combustion dès le début de celui-ci. Les autres parties du mélange, non encore brûlées pen- dant ce processus occupent un volume de plus en plus réduit, de sorte que leur échauffement' ou compression éventuels jusqu'à la limite de la détonation ne peuvent aucunement exercer un effet nuisible dans le moteur.
La forme de la chambre de compression assure une bonne combustion du mélange pauvre et, de plus permet d'appliquer un t'aux de compression élevé et d'élever ainsi la puissance du moteur et son rendement thermique et de réaliser un fonctionnement économique. Le rapport avantageux entre la superfieie et le volume de la chambre de compression, notamment dans la variante où cette chambre est formée par des surfaces sphériques, influence également le rendement thermique du moteur d'une façon favorable.
La chambre de compression concentrée autour de la bougie d'allumage dispense de tenir compte de la grandeur de l'élésage et permet de choisir un rapport élevé entre l'alésage et la course, réduisant ainsi la hauteur du moteur. Le diamètre relati- vement important du cylindre permet dans ce cas de prévoir de grandes sections d'échappement et d'aspiration et facilite ainsi également la ventilation du cylindre, notamment aux grandes vi- tesses de rotation.
Du fait que les canaux d'échappement 11 et les canaux d'as- piration 10 débouchent sur le côté de la chambre de compression 3, et vu l'inclinaison de la surface 1 de la culasse sur ce même côté, la longueur des deux canaux se trouve réduite. La tuyauterie
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et le canal d'aspiration présentent une forte inclinaison avec da faibles coudes, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu'on utilise un carburateur inversé.
En outre, les différents organes de la construction selon l'invention sont disposés de telle façon que chacun d'eux est parfaitement accessible et exige un encom- brement minimum. La bougie d'allumage, laquelle est située dans la partie la plus chaude de la chambre de compression, à proxi- mité de la soupape d'échappement 4 et sur le côté de la culasse opposée à celui qui contient le mécanisme de distribution, est non seulement parfaitement accessible, mais aussi abondamment refroidie, vu que la construction prévoit une place suffisante pour la formation d'une chemise d'eau autour de cette bougie. En outre, cette disposition facilite le maintien de l'étanchéité de la chambre contenant les poussoirs 12 et améliore l'accessibilité de ceux-ci.
Les tiges de soupape peuvent être inclinées à volonté selon les nécessités imposées par la forme appropriée de la chambre de compression, sans qu'il en résulte une augmentation de la longueur des culbuteurs de la distribution ; contraire une plus forte inclinaison de soupape permet de raccourcir les culbuteurs, réduisant ainsi les masses en mouvement de l'ensemble du mécanisme de distribution.
Les variantes décrites et représentées, de la culasse d'un moteur de combustion à deux soupapes, ne constituent qu'un exemple et n'épuisent nullement toutes les possibilités de l'application pratique de l'idée de l'invention aux moteurs à uh ou à plusieurs cylindres en ligne, en étoile, ou suivant une autre disposition.