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MODE DE TRAVAIL ET DISPOSITIFS POUR!L'EXPLOITATION DE MOTEURS A COMBUSTION.
La présente invention est relative à un procédé ou mode de travail et à des dispositifs pour l'exploitation de moteurs à combustion travaillant à quatre temps ou à deux temps et refroidis par eau ou par air, peu importe qu'ils soient entraînés par un mélange d'air et de gaz combustible qui est amené aux cylindres de l'extérieur ("moteur Otto"), ou qu'ils travaillent suivant le cycle Diesel.
Le dessin représente à titre d'exemple plusieurs formes de réalisation de l'invention.
- figures 1 et 2 représentent chacune, en coupe axiale, un mo- teur à combustion monocylindrique qui travaille suivant le cycle à 2 temps; - figures 3, 4, 5 et 6 représentent un moteur à combustion à quatre temps travaillant d'après le principe Otto, en quatre positions de travail caractéristiques ; - figure 7 représente un détail; - figure 8 montre en coupe axiale un moteur à combustion tra- vaillant suivant le cycle à deux temps,!) qui est équipé d'un réservoir à eau à position basse et d'un injecteur.
- figure 9 montre également en coupe t axiale le même moteur équipé de réservoirs pour récupérer l'eau de l'air; - figure 10 montre à titre d'exemple un tel réservoir, en cou- pe axiale; - figure 11 montre un détail;
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- figures 12, 13, 14 et 15 montrent un moteur à combustion mo- nocylindrique travaillant à quatre temps, en quatre positions de travail caractéristiques; - figures 16 et 17 montrent, vue de dessus et en coupe axiale, une soupape incorporée au fond des pistons.
Sur la figure 1, 1 représente le carter des manivelles, 2 le cylindre d'un moteur à combustion, qui est équipé d'un double piston 3, 4 et d'une bougie d'allumage 5. 8 désigne le chemin en ou enveloppe de refroidissement du cylindre garnie d'eau, qui se raccorde vers le haut au réservoir 9, le fond 10 de celui-ci étant perforé à la manière d'un tamis.
La chemise de refroidissement 8 est alimentée par le tuyau 15 en eau provenant du réservoir de réserve 16. Un flotteur 17 règle de maniè- re connue le niveau d'eau a-b dans le réservoir 9 et engendre sur le fond 10 des bruits de cognement sous l'influence des ébranlements du moteur, lorsque le niveau d'eau est trop bas. La chambre d'accumulation de vapeur 18 du réservoir 9 est relié au réservoir de réserve 16 par la canalisation 19 qui peut être fermée et est pourvue d'une soupape R réglant la pression dans le réservoir 9.
20 est un surchauffeur qui est traversé par les gaz d'échappe- ment passant par la fente d'échappement 21 commandée par le piston 3, et par le tuyau 22. Il sèche et surchauffe la vapeur d'eau humide, qui est amenée de la chambre collectrice 18 dans le serpentin 24, par le tuyau 23. La vapeur surchauffée s'écoule par la canalisation 25, la soupape de réglage et de retenue 26,le canal d'admission 27 et la fente 28 comman- dée par le piston 4, jusque dans le cylindre. Par 30 on a désigné la man- che par laquelle, lors de la course ascensionnelle du piston 3, du mélange combustible est aspiré dans le carter de manivelle 1, provenant du carbu- rateur (non représenté) en passant par la fente 31 commandée par le pis- ton 3.
La quantité d'eau du système de refroidissement est relative- ment petite, afin que l'eau, après le début de la marche, prenne rapidement la température (par exo 111 ) correspondant à la pression de vapeur dési- rée (par exemple 0,5 Kg/cm2 de surpression).
Au surchauffeur peut être associé un thermostat, qui règle, en fonction de la température des gaz d'échappement, la quantité de vapeur s'écoulant vers le surchauffeur et qui,, à l'arrêt du moteur, forme l'ad- mission de vapeur.
La machine travaille comme suit
Lors du mouvement ascensionnel du piston jumelé, du mélange combustible est aspiré par la manche 30 et la fente 31, dans le carter de manivelles 1,qui est chargé jusqu'aux trois quarts de sa hauteur,tandis que le quart supérieur et le canal 27 sont remplis de vapeur surchauffée (vapeur à haute température).
Lors du mouvement de descente du piston jumelé, le piston 4 ou- vre d'abord la fente 28. De la vapeur surchauffée s'écoule sous l'influen- ce de la surpression dans le cylindre, chasse sans restes les gaz d'échap- pement et est elle-même comprimée en partie dans la conduite d'échappement des gaz. L'espace de cylindre est surchargé (c'est-à-dire, chargé avec surpression) de mélange frais.
Aux gaz frais qui s'écoulent ensuite est encore mélangée de la vapeur surchauffée finement divisée en quantité croissante vers la fin de l'admissiono La vapeur surchauffée remplit en majeure partie l'espace de cylindre de gauche,et les gaz frais bien mé- langés à une petite quantité de vapeur remplissant surtout l'espace de
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droite, supérieur., du cylindre, pourvu du dispositif d'allumage 5 La va- peur surchauffée forme ainsi un manteau, dont la couche intérieure se mé- lange aux gaz frais et par sa coopération à la combustion, aplatit la pointe de pression, tandis que la couche extérieure protège de la chaleur de combustion les surfaces métalliques du cylindre et du piston.
La vapeur surchauffée est encore surchauffée en traversant l'espace du cylindre chaud de la période de combustion précédente, et par contact avec les gaz brûlés chauds ainsi que par la compression'croissan- te.. L'hydrocarbure finement divisé dans gaz frais n'amorce que lentement la décomposition de la vapeur d'eau en hydrogène et oxygène, la forte con- sommation de chaleur de ce processus empêchant l'auto-allumage et aplatis- sant la pointe de pression de la combustion des gaz frais. Ce n'est que la forte élévation de température qui conduit à une subite formation de gaz tonnant, qui est brûlé aussi et qui élève la pression moyenne au pis- ton. L'élévation du rendement par le nouveau mode de travail s'élève à environ 15 %, l'économie de combustible à environ 50 %.
Les moteurs à combustion déjà existants peuvent être aussi transformés pour le nouveau mode de travail.
Dans la machine à combustion, refroidie à l'air, suivant la figure 2, la vapeur d'eau est engendrée dans un serpentin de chauffage 50, qui est constitué de tubes plats montés entre les nervures de refroidisse- ment 51. Elle mène de l'eau venant du fond du réservoir 9 rempli d'eau jusqu'au borde au point le plus bas du système à nervures de refroidisse- ment 51a, monte dans les spires et débouche dans la chambre de vapeur 18 du réservoir 9. Le surchauffeur consiste à nouveau en un serpentin 53 enroulé autour du tube d'échappement 52, serpentin dans lequel s'écoule, en sens contraire de celui de l'écoulement des gaz d'échappement, la va- peur d'eau fournie par le réservoir 9.
Dans le moteur Otto, travaillant à quatre temps, suivant les figures 3 à 7, le dispositif pour la production de vapeur surchauffée est le même que dans le moteur à 2 temps suivant la figure 1 et n'est par con- séquent pas représenté sur la figure.
Figure 3 montre la position du piston 60 à la fin de sa course de travail. La soupape d'échappement 63 agencée dans la tête 61 du cylin- dre 62 est déjà ouverte. Par les canaux 64 inclinés sur l'axe du cylindre et dirigés.. suivant la figure 7, tangentiellement au cercle d'alésage, la vapeur surchauffée s'écoule avec surpression (par exemple 0,5 atmo) du surchauffeur dans le cylindre et forme au-dessus du fond concave 65 du piston une couche de vapeur dont le volume est déterminé par la pression de la vapeur surchauffée., la section des canaux d'entrée 64 et le temps d'entrée en fonction du nombre de tours du moteur.
Dans la course ascensionnelle (temps d'échappement) le piston ferme les canaux 64 et déplace les gaz brûlés dans le surchauffeur par la soupape d'évacuation 63 ouverte à présent.
La vapeur surchauffée au-dessus du piston subit, par le con- tact avec les gaz de combustion chauds, un échauffement supplémentaire avantageux. Elle se détend, chasse, alors sans en laisser, les gaz hors du cylindre,et est en partie comprimée elle-même dans la conduite des gaz d'échappement (Figure 4)
Dans le temps d'aspiration qui fait suite (figure 5) la soupape d'évacuation 63 se ferme, la soupape d'admission 68 s'ouvre. Le piston aspire, dans sa course vers le bas, des gaz frais, Sous l'effet des gaz frais froids, le volume de la vapeur d'eau surchauffée diminue et la dé- pression croit dans la conduite d'aspiration. A proximité du point mort inférieur, le piston 60 libère à nouveau les canaux 64.
De la vapeur à
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haute température s'écoule à nouveau avec surpression (par exemple 0,5 atm.) dans le cylindre (remplissage environ 0,8). La surcharge du cylindre (par exemple 1,2 atm.) dépend de la pression établie pour la vapeur surchauffée.
Le remplissage comprend maintenant dans la partie supérieure du cylindre près du dispositif d'allumage, du gaz frais pur, au milieu des gaz frais avec environ 20 % de vapeur surchauffée finement mélangée, et dans la par- tie inférieure, au-dessus du fond du piston., de la vapeur d'eau surchauffée qui transmet son mouvement circulaire rapide aux couches de gaz qui la sur- montent et accélère leur allumage en masse
Figure 6 montre la position du piston peu après l'allumage par la bougie d'allumage 69 à l'instant de la plus forte pression. Pour un rapport de compression de 1:5 la compression ne se fait pas comme jusqu'à présent à 0,8 x 5 = 4 atm. mais à 1,2 x 5 = 6 atm. Cela donne pour un combustible normal une augmentation de rendement d'environ 20 % et une économie de combustible d'environ 30 %.
Mais comme la vapeur d'eau sur- chauffée est décomposée au moins en partie par la compression augmentée et par la chaleur de combustion augmentée et brûlée avec le gaz moteur, l'économie en combustible s'élève jusqu'à environ 50 %.
Sans quitter le cadre de l'invention, au lieu de produire.la vapeur saturée dans la chemise, on peut la produire dans un vaporiseur spécial, que chauffent les gaz d'échappement, après qu'ils se sont écou- lés à travers le surchauffeur. Pour cela la capacité calorifique des gaz 'brûlés suffit dans beaucoup de cas, même pour les moteurs Diesel à 2 temps,, car le balayage à l'air est supprimé et les gaz brûlés, par suite de leur teneur en vapeur surchauffée,, ont un meilleur rendement thermique.
Figure 8 montre un moteur à deux temps du même mode de con- struction que celui de la figure la Le"réservoir de réserve d'eau froide 74 est placé bas et n'a pas de surpression. Le dôme de vapeur 75 est mon- té directement sur la chemise à eau de refroidissement 76 et fournit de la vapeur saturée, par la canalisation 77, au serpentin 78 qui est incor- poré un surchauffeur 79 parcouru par les gaz brûlés, lequel serpentin amène de la vapeur à haute température au canal d'admission 81, par la conduite 80.
Au dôme de vapeur 75 en bas est raccordée la conduite 85 qui alimente l'injecteur 86, qui est raccordé par la conduite d'aspiration 87 au réservoir 74 et par la conduite sous pression 88 à la partie inférieure de la chemise de refroidissement 76.
Si en cours de marche le niveau de l'eau de refroidissement tombe par suite de l'utilisation en dessous du point d'entrée du tuyau 85 dans le dôme 75, la vapeur saturée s'écoule par la conduite 85 dans l'in- jecteur 86, qui aspire de l'eau par la conduite 87 hors du réservoir 74 et la comprime par la canalisation 88 dans la chemise d'eau de refroidis- sement 76. L'eau qui tombe alors dans l'enveloppe de l'injecteur est ra- menée par le tuyau 90 au réservoir 74.
La vapeur d'eau surchauffée en excès est conduite par la cana- lisation 92 pourvue d'une soupape de sûreté 91, dans le réservoir 74 et y est condensée.
Figure 9 montre un moteur avec trois réservoirs pouvant être chauffés 93, 94, 95, qui sont remplis d'un corps hygroscopique, en grains et régénérable (chlorure de calcium, gel de silice ou analogue). Un tel réservoir (figure 10) qui est agencé dans les moteurs de véhicules avec 1 " axe dans la direction de la marche, (flèche p), à une chemise 96 qui est équipée des deux cotés d'un fond en entonnoir approfondi 97 et 98 et pourvu d'un garnissage hygroscopique. Les deux fonds ont des ouvertures centrales auxquelles sont associées des plateaux de soupapes 100 et 101
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montés sur une broche commune 99.
Le- ressort de fermeture commun 102 ap- puyé à 1-'extrémité de gauche contre le plateau 103 de la broche 99 agit contre la face inférieure du plateau de soupape 1010 On a désigné par 104. un tuyau de chauffage par exemple un tuyau d'échappement du moteur., conduit à travers le réservoir.
L'ouverture des deux soupapes est faite par la tringlerie 105, qui est accouplée à un organe de fermeture 106 du tuyau de chauffage 104 de telle manière qu'à la fermeture des deux soupapes du fond, l'organe de fermeture 106 de la conduite d'échappement est ouvert positivement,et in- versement. Le remplissage ou charge F reprend jusquà la saturation de l'eau venant de l'air qui passe par les soupapes du fond ouvertes.
Lors de la mise en marche du moteur., les réservoirs sont char- gés tous les trois. Dans l'un des trois réservoirs, par exemple 93, les soupapes de fond sont fermées et par suite la soupape 106 du serpentin de chauffage est ouverte. Du réservoir 93 de la vapeur saturée s'écoule par' la canalisation 109 pourvus d'une soupape de réglage 108 (soupape de re- tenue) et par la canalisation collectrice 110 dans le surchauffeur 79, qui l'amène au moteur comme vapeur surchauffée par la conduite 80 et le-canal 81.
Dans la conduite 110, un manomètre indique par la chute de la pres- sion que chaque fois le réservoir chauffé est épuisé (ils peuvent dans le cas d'avions et d'autres véhicules surtout dans le désert, alimenter ceux- ci en eau de consommation aussi -et doit'être soumis au remplissage, tandis que le deuxième réservoir chargé est mis au chauffage et à la fourniture de vapeur Lorsque le moteur ne fonctionne pas ou tourne à vide, tous les réservoirs sont mis au remplissage en eau, pour pouvoir fournir beaucoup de vapeur aux fortes charges.
De telles installations conviennent particu- lièrement pour des moteurs de véhicules refroidis à l'air et des moteurs d'aviation, car l'entraînement d'eau fait défaut et l'eau obtenue est dis- tillées
Figure 11 expose une variante du mode de travail suivant l'in- vention, d'après lequel une pompe à air à jet de vapeur à une ou plusieurs tuyères comprime,. au lieu de vapeur à haute température, de 1-l'air ou un mélange de vapeur et d'eau dans les cylindres de travail du moteur.
De la vapeur saturée ou surchauffée est amenée de l'un des ré- servoirs 93-95.(figure 9) ou au vaporisateur agencé autrement, par la con- duite 109,à la tuyère 120 d'un injecteur. La vapeur sortant de la tuyère entraîne, par l'espace annulaire que forme la manche conique 121 avec la tuyère 120, de l'air$) et le comprime dans le réservoir 122 jusqu'à par exemple 1, 2 atm. La vapeur elle-même se condenses par suite de la détente et de son contact avec l'air froide totalement ou en partie. L'eau de con- densation s'écoule par suite de la pression d'air qui dépasse la pression de vapeur, en retour dans le vaporiseur.
Au lieu d'eau on peut avantageuse- ment employer un autre fluide de plus petite chaleur de vaporisation engen- drant avec une chaleur égale plus de vapeur et d'air comprimée
De 1-'air comprimé pur ou un mélange d'air comprimé et de vapeur s'écoule alors hors du réservoir 122 par la conduite 123 et la soupape de retenue réglable 124, dans les cylindres du moteur.
Dans les moteurs à combustion travaillant à quatre temps avec allumage externe suivant les figures 12-15, on supposera une position d'étranglement qui corresponde à un remplissage en gaz frais à environ 50 %.
Figure 12 rend compte de la situation peu après que le piston 130 a dépassé le point mort inférieur et que commence la course de compression. Les gaz frais aspirés par la soupape d'admission se fermant aussitôt 131 ne peuvent remplir que la moitié de l'espace du cylindre et sont représentés suivant leur position et leur quantité, par des cercles avec des croix. Pendant la course d'aspiration le piston descendant rapidement yers le base a engendré
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directement au-dessus de son fond et au milieu de l' alésage du cylindre le plus grand videoù se précipitent les gaz frais aspirés, retardés par leur inertie.
La résistance de frottement et le rayonnement de chaleur des pa- rois chaudes du cylindre 132 et du fond de piston 133 agissent cependant en sens contraire à une approche des gaz frais aux surfaces métalliques, de sorte qu'il se produit dans l'espace du cylindre une masse de gaz frais en gouttelettes, dont la pointe va vers le milieu du fond du piston, tandis que sa largeur et sa densité augmentent vers la soupape d'admission.
Les gaz frais arrivés d'abord dans le cylindre se sont mélangés avec le vieil air dans l'espace!! nuisible et forment la couche enveloppe inférieure des gaz frais, désignés par des cercles seulso Il n'existe plus de gaz brûlés résiduels dans le cylindre après le temps d'évacuation, mais seulement de l'air chauffé qui y est resté, lequel ne nuit pas à la charge de gaz frais mais provoque par 11 excès d'air chaud une combustion complète dans l'enve- loppe extérieure de la charge de gaz frais.
Lorsque là piston 130, dans la course d'aspiration, s'est appro- chée du point mort inférieur jusqu'à 30 à 40 degrés environ d'angle de ma- nivelle, il ouvre les canaux d'admission tangentiels 125 qui sont raccordés par une canalisation non montrée à l'alésage 127 de la soupape de retenue 124 (figure Il)
Dans l'enveloppe 134 de cette soupape est installée une garni- ture cylindrique 135 qui forme avec l'enveloppe l'espace annulaire 136, qui, par le tuyau 123, est raccordé au réservoir 122.
La garniture 135 présente deux couronnes d'alésages 138 et 1390 140 désigne un tiroir à piston cy- lindrique creux ouvert d'un côté, qui est muni d'alésages 141 et d'un res- sort de rappel 142, qui par son extrémité de gauche est appuyé contre la garniture 135 et par son extrémité de droite contre le fond du tiroir 140.
Par 160 on a désigné un levier de réglage qui est monté à rotation au moyen du boulon 161 dans l'enveloppe de soupape et qui se termine par un carré 162 qui traverse un percement carré correspondant dans le fond du tiroir et qui sert comme guidage à glissement au tiroir. Par la rotation du le- vier, le tiroir tourne et la fente 141 est déplacée par rapport à la fente 138, de telle sorte que le passage de la soupape est diminué à volonté et peut aussi être complètement fermé. En position de repos, le fond du pis- ton s'appuie contre le fond du cylindre. La communication entre l'alésage 127 et le réservoir à air comprimé 122 est fermée.
Lorsque le piston du moteur 130 libère, au cours du temps d'as- piration, la fente 125, le vide dans l'alésage 127 attire le tiroir 140, avec mise sous tension du ressort 142 vers la gauche, lequel tiroir libère d'abord les alésages 139, de telle sorte que de l'air comprimé venant du réservoir 122. pénètre derrière le fond du tiroir et pousse rapidement le tiroir dans sa position terminale de gauche. De l'air comprimé s'écoule maintenant du réservoir en passant par les alésages correspondants 138-141 à grande vitesse par la fente 125, pénètre tangentiellement dans le cylin- dre du moteur et engendre une enveloppe d'air en forme de tasse.9 tournant rapidement, dont le bord s'élève le long de la paroi du cylindre par suite de la force centrifuge de l'air froid et lourd.
Cette enveloppe d'air frais enveloppe la charge de gaz frais aspirée, en bas et sur les côtés et commu- nique son mouvement de rotation aux gaz frais par suite de sa grande sur- face de contact avec ceux-ci. La rotation rapide de toute la charge produit un bon refroidissement des parties précédemment chaudes (bougies d'allumage, soup apes) ainsi aussi que des résidus de combustible.9 et évite des alluma- ges prématurés. En même temps on arrive à un allumage d'ensemble plus ra- pide du gaz combustible et à un mélange du gaz frais, plus chaud, plus lé- ger, avec le gaz plus froid et plus lourd et arrête l'air frais poussé vers l'extérieur et vers le bas.
Malgré le grand excès d'air, la masse de gaz frais aspirée, adaptée par le papillon au rendement désiré du moteur n'est pas diluée ou dégradée par des gaz résiduels ¯comme jusqu'à présent. En augmentant l'étranglement, le vide augmente dans le cylindre ainsi que la
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masse d'air frais amenée dans le cylindre par la soupape de retenue figure 11. le moteur Otto travaille suivant l'invention également sous charge partielle et avec un fort étranglement de l'arrivée du combustible, avec plein remplissage ou surcharge, de manière analogue au moteur Diesel et garde la haute compression donnée jusqu'à présent seulement à pleine char- ge et le bon rendement thermique qui en résulte, jusqu'aux petites charges partielles jusque auxquelles on peut descendre.
Pour une charge de remplis- sage à 50 % et pour un rapport de compression 1:6 la compression suivant le procédé en usage jusqu'à présent (en négligeant les valeurs secondaires dans les deux termes de comparaison) s'élevait à 3 atm. Suivant le nou- veau mode de travail pour une charge de remplissage de 1,5 fois (sans aug- mentation ou dilution de là masse de gaz frais) on obtient une compression de 1,5 fois 6 = 9 atmo En outre la rotation rapide de la charge du cylindre et l'enveloppement des gaz frais en un manteau d'air qui n'est ouvert que vers la tête de cylindre portant le dispositif d'allumage même pour les combustibles habituels, rendent possible la dite forte compression sans que des allumages prématurés ou des cognements se produisent,,
Figure 13 montre la charge comprimée par le piston dans sa course ascensionnelle après fermeture de la fente 125. La fermeture rapi- de arrête 1?air et élève la pression dans 1-'espace.127 de la soupape de retenue, de sorte que le tiroir 140, appuyé par le ressort 142 retourne à la position de fermeture qu'il conserve jusqu'à la prochaine course d'as- piration.
Le mouvement du tiroir 140 se fait doucement et sans bruit dans les deux sens par suite des coussins d'air dans les espaces creux prévus.
La partie gaz frais de la charge de remplissage totale est pressée au milieu de 7.'espace de combustion en forme de demi-sphère ou de toit et ne touche la tête de cylindre que sur une petite surface supérieure près du dispositif d'allumage. Une grande partie de la surface intérieure - de la tête de cylindres toute la paroi de cylindre qui augmente lorsque le piston descend et le fond du piston sont recouverts par la coiffe d'air.
Le noyau de gaz frais fortement comprimé ressemblant à une sphère quelque peu aplatie peut brûler rapidement et parfaitement même lorsque la vitesse d'allumage est diminuée pour des gaz très maigres. La rotation rapide des gaz accélère 1-'allumage d'ensemble L'allumage n'a qu'à parcourir la moi- tié du chemin car les parties extérieures et en angle de la chambre de com- bustion sont remplies par l'enveloppe d'airo
Il est connu qu'une chambre de combustion autant que possible de forme sphérique diminue le cognement et rend par suite possible une plus forte compression, avec un meilleur rendement.
Par le mode de travail suivant 1?invention, on obtient sans modification de la construction, même pour des moteurs existants, la chambre de combustion la plus idéale,, avec la plus petite surface latérale, même encore en excluant les soupapes tout-à-fait ou en partie,, et environ 2/3 de cette surface latérale restan- te, extrêmement petite sont entourés par le manteau d'air, qui reprend moins de chaleur à la combustion, que des parois métalliques de même gran- deur, et d'ailleurs restitue la chaleur reprise, sous forme d'énergie de pression et par suite de force motrices car la chaleur reprise par le man- teau d'air augmente proportionnelement à celles-ci.
La pression moyenne au piston devient plus grande et une pression plus forte perdure pendant un temps plus longo La chaleur de combustion plus grande cédée dans l'an- cien procédé Otto aux parois devait être éliminée sans profit et anéantie par des moyens de refroidissement spéciaux. Elle avait en outre une in- fluence nuisible sur la consommation en huile, l'usure et le rendement du moteur. A la production d'ondes de pression et de détonation anormales, qui engendrent le cognement.. le manteau d'air tournant.. en forme de coupe s'oppose, et il abaisse doucement toute pointe de pression.
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Figure 14 montre la charge de remplissage du cylindre après la combustion. Le piston 130 a libéré les canaux d'admission 125 La soupape 134 leste pourtant fermée même lorsque règne devant elle une pression plus élevée comme dans le cylindre, dont la soupape d' évacuation 149 a déjà été ouverte. L'admission d'air frais (air pressé) ou de vapeur surchauffée reste évitée pour maintenir la consommation faible et pour empêcher en trop grand refroidissement de l'espace de cylindre moins chauffé que jus- qu'à présenta Les gaz brûlés se trouvant encore avec pression sont repré- sentés par des croix et remplissent à peu près les 3/4 de l'espace. L'air vieux ou chaud de l'espace nuisible qui a été remplacé par de l'air frais est brûlé avec.
Le manteau d'air ou de vapeur surchauffée toujours encore en forme de gobelet devenait moins chaud que les gaz de combustion et est réduit à environ 1/4 de l'espace mais se détend à mesure que se dérobent davantage de nouveau les gaz brûlés, pour déplacer ceux-ci,, sans restes, du cylindre et remplir l'espace nuisible après terminaison de la course d'échappement (Figure 15). L'air frais est maintenant devenu du vieil air chaud et se mélange, dans la course d'aspiration déjà décrite, avec la première partie du nouveau gaz frais.
Les figures 16 et 17 montrent une soupape installée dans le fond du piston, qui a la même fonction que la soupape de réglage suivant la figure 11. Le siège de soupape annulaire, résistant à l'usure 150 est pourvu intérieurement de nervures 151 contournées qui donnent l'impulsion désirée au milieu admis par le plateau de soupape 152 soulevé. Dans quatre nervures de renforcement 153 du fond de piston se trouvent deux boulons 154 autour desquels sont enroulés les ressorts 155, qui pressent sur son siège la soupape 152 à rencontre d'un effet d'aspiration d'environ 0,1 à 0,2 atm.
Les ressorts 156 enroulés autour des mêmes boulons portent à leurs extré- mités libres des contre-poids 157 qui reprennent' toutes les forces centri- fuges agissant sur la soupape.
Le tiroir à piston cylindrique creux ouvert d'un côté 140 et la garniture 135 qui s'y adapte peuvent au lieu des couronnes d'alésage 138 et 139 ou 141, avoir aussi des rainures courant tout autour. Les parties du tiroir à piston et de la garniture 135 séparées 1-*une de l'autre sui- vant la forme de réalisation dessinée, par les rainures courant tout autour, sont pour ce cas réunies par des nervures longitudinales à l'intérieur du tiroir à piston et au pourtour de la garniture. Le réglage de telles sou- papes plus simples est transporté pour plusieurs soupapes ensemble dans la conduite d'amenée de vapeur ou d'aira Ces soupapes peuvent aussi être trans- portées dans le fond de piston.
Dans toutes les soupapes, mais surtout lorsqu'elles sont dispo- sées dans le fond du piston, l'air frais préfiltré est amené avantageuse- ment à travers le carter de manivelles et est comprimé dans celui-ci éga- lement dans les moteurs à 4 temps-0 Le tube de compensation d'air reçoit une soupape de retenue et le carter de manivelle est en conséquence divisé en deux ou plusieurs parties, lorsque le mode de construction d'un moteur à plusieurs cylindres l'exigea Toutes les parties travaillantes et l'huile de graissage sont ainsi bien refroidies et les chaleurs qui s'en dégagent., ainsi que les vapeurs d'huile et de combustible qui prennent naissance par l'air qui s'échauffe sont rendues au processus de combustion.
Dans des moteurs sans précompression il n'y a dans le carter de manivelles, au début du fonctionnement, dans le moteur encore froid., ni vapeur ni air comprimé. A ce moment on ne dispose pour la charge du vide existant à la fin de chaque course d'aspiration., dépendant en grandeur de l'étranglement des gaz, que d'air frais sous la pression de l'atmosphère libre. Par une conformation en tuyère des canaux d'admission d'air 125, on procure de très grandes vitesses d'air et ainsi on obtient des avantages et des conditions dans l'espace du cylindre tout comme par l'admission de vapeur surcomprimée ou d'air comprimé.
Après une courte période de marche:
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les avantages du mode de travail suivant l'invention s'accentuent à mesure qu'augmentent la vapeur à haute température ou 1-9 air comprimée et les pro- cessus de distribution du tiroir à piston sont accélérés.
Pour de petits et de très petits moteurs, mais aussi pour de plus grands moteurs à souries durées de fonctionnement et longues pauses intermé- diaires, les installations de vapeur et d'air comprimé peuvent nuire à l'économie maxima. De tels moteurs travaillent alors suivant ce procédé avec seulement la pression de 1-'atmosphère libre et sont meilleur marché dans leur fabrication. Tous les moteurs à combustion utilisés, travaillant diaprés les procédés connus jusqu'à présent peuvent ultérieurement être transformés à peu de frais en vue du procédé suivant l'invention.
Comme les moteurs transformés nécessitent 50 %. en moins de combustible.!) ils don- nent aussi en moins 50 % de gaz déchappement gênants. La proportion de gaz nocifs dans les gaz d'échappement tombe en raison de la combustion pure dans un excès d'oxygène, de 75 %, à haute température et sous forte pres- sion.
REVENDICATIONS.
1. Mode de travail pour moteurs à combustion caractérisé en ce que, par introduction de vapeur surchauffée d'air ou d'un mélange d'air et de vapeur dans le cylindre de travails les gaz de combustion sont chas- sés sans restes et en ce qu'est produite enveloppant les gaz fraise et les poussant sous forme de boule dans la chambre de combustions et élevant la compression un manteau en forme de gobelet de vapeur surchauffée, d'air ou d'un mélange de vapeur et d'air, dont la couche intérieure prend part au processus de combustion, tandis que la couche extérieure.\) comme mau- vais conducteur de la chaleur,
protège les surfaces métalliques du cylindre de travail contre les hautes températures de combustions aplatit les poin- tes de pression de la combustion, diminue la chute de la pression et augmen- te la pression moyenne au piston.
2. Mode de travail pour moteurs à combustion suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'à partir d'eau ou d'un liquide à faible chaleur de vaporisation, est formée dans un vaporiseur chauffé par la cha- leur perdue du cylindre, de la vapeur saturée que les gaz braies s'écoulant en sens contraire transforment en vapeur surchauffée surcomprimée qui sert à son tour en surchargeant le cylindrée à former le manteau de vapeur ou d'air entourant le mélange combustible dans le cylindre.
3. Mode de travail suivant les revendications 1 et 2, pour mo- teurs à combustion travaillant à deux temps,, caractérisé en ce que la vapeur surchauffée surcomprimée est conduite elle-même dans le cylindre avant la fin de la course de travails chasse sans restes les gaz de combustion hors de cylindre, et$ en augmentant la. charge du cylindre,. forme le manteau en- veloppant le mélange combustible pénétrant à sa suite.
4. Moteur à combustion pour le mode de travail suivant les re- vendications 1à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe ou chemise de refroi- dissement du moteur est elle-même conformée en vaporiseur, équipé d'un collecteur de vapeur, qui est alimenté par un réservoir d'eau de réserve surélevé.
5. Moteur à combustion pour le mode de travail suivant les re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un thermostat prévu au surchauffeur, qui règle la quantité de vapeur d'eau s'écoulant du col- lecteur de vapeur au surchauffeur, suivant la température des gaz d'échap- pement.
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