Moteur à combustion interne. La présente invention concerne les Mo teurs à combustion interne du type à quatre temps destinés en particulier aux automo biles et comportant une soupape d'admission supérieure et une soupape d'échappement placée latéralement au cylindre et dont la lu mière s'ouvre vers le bas.
L'invention a pour but d'améliorer le rendement, le mode d'action et la souplesse de fonctionnement de ces moteurs.
Ceci est réalisé dans le moteur suivant l'invention du fait que la soupape d'admis sion a son axe situé vers le milieu de la dis tance séparant les axes du cylindre et de la soupape d'échappement.
Grâce à cette disposition, les soupapes d'admission et d'échappement occupent des po sitions telles qu'une partie plus ou moins grande du courant de gaz d'admission frais est projeté directement sur la soupape d'é chappement et refroidit cette soupape, ce qui l'empêche de se déformer ou d'atteindre une température exagérée, qui produirait à son tour une détonation. Le refroidissement de la soupape par le courant de gaz admis frais est si complet que les ennuis causés par la sou pape d'échappement, et dus aux températures exagérées, sont sensiblement éliminés. Cette disposition rend aussi possible de prévoir une chambre de combustion très petite et com pacte, même lorsqu'on se sert de soupapes de grandes dimensions.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: Fig. 1 est une coupe horizontale suivant 1-1 (fig. 2) du moteur à combustion in terne suivant une première forme d'exécution; Fig. 2 est une coupe suivant 2-2, fig. 1; Fig. 3 est une vue analogue à fig. 2 d'une seconde forme d'exécution; Fig. 4 est une coupe horizontale d'une troisième forme d'exécution.
Dans ces figures, 11 désigne une partie du bâti à cylindre, 12 le conduit d'échappement et 13 une des soupapes d'échappement. 14 dé signe la culasse qui, dans l'exemple repré senté, est séparée du bâti à.. cylindre. Dans la culasse, le conduit d'admission principal est représenté en 15 et les diverses tubulures sont représentées en 16, 17 et 18. Il existe deux conduits d'admission principaux 15 compor tant trois tubulures, le moteur étant un mo teur à six cylindres. Dans la fig. 1, on n'a représenté qu'un des deux conduits d'admis sion 15.
L'enveloppe à eau de la culasse est représentée en 19 et 20 désigne l'espace à com bustion du moteur, cet espace étant situé en partie au-dessus du cylindre C et en partie au-dessus de la, soupape d'échappement 13. 21 désigne une soupape d'admission occupant une position inversée et s'ouvrant vers le bas dans la chambre de combustion, 20, faisant ainsi communiquer une des tubulures d'ad mission avec la chambre de combustion. Il va de soi que la construction est la même pour chacun des cylindres, la seule différence ré sidant dans la forme des conduits d'admission. On ne décrira, par conséquent, que la cons truction relative à l'un des cylindres.
Le cul buteur actionnant la soupape est représenté en 22 et le ressort de la soupape est représenté en 23. 24 désigne une bougie d'allumage à l'aide de laquelle le mélange est allumé.
Comme il ressort des fig. 1 à 3, les rela tions entre la soupape d'échappement, la sou pape d'admission et le cylindre sont entière ment différentes de la pratique antérieure. La soupape d'échappement 13 est placée aussi prés que cela est pratiquement possible de la paroi du cylindre C. La soupape d'admission 21 est placée avec son axe entre l'axe du cy lindre et celui de la soupape d'échappement, ses bords recouvrant en partie les bords de la soupape d'échappement et en partie ceux du cylindre. La chambre de combustion 20 est disposée transversalement par rapport au bâti à cylindre et reçoit les dimensions aussi pe tites que possible.
Comme le montrent les fig. 2 et 3, cette chambre ne s'étend que jus qu'à un point situé approximativement au- dessus du milieu des cylindres, et comme son extrémité est arrondie et en général concen trique à la soupape d'admission, la fraction de surface totale de l'extrémité supérieure du cylindre qui est exposée à la chambre de com- bustion est excessivement petite. De même, le rapport entre la chambre de combustion et le déplacement est rendu plu. petit.
Les tu bulures 16, 17 et 18 du conduit d'admission pénètrent par le côté à soupapes d'échappement du moteur, c'est-à-dire par le côté le plus éloi gné du cylindre, et elles passent, par consé quent, par dessus la partie de la chambre de combustion qui est située au-dessus des sou papes d'échappement.
Cette disposition entraîne une grande dif férence dans le mode d'action du moteur. Le moteur respire bien, c'est-à-dire que la. péné tration du mélange dans le cylindre s'effectue très librement parce que la. soupape d'admis sion est placée au-dessus d'une partie suffi sante du cylindre pour assurer ce résultat. Jusqu'à. ce jour, lorsque la soupape d'admis sion était placée au-dessus de la- soupape d'é chappement, " la respiration" du moteur était mauvaise, de sorte qu'on ne réussissait pas à obtenir un bon rendement. En fait, on a.
trouvé qu'il n'y a apparemment aucune diffé rence à cet égard entre les moteurs suivant cette( disposition et ceux dans lesquels la sou pape d'admission est placée entièrement au- dessus du cylindre. En outre, une partie de la. charge admise balaie directement la sou pape d'échappement chaude et la. refroidit, et les particules de liquide non vaporisées du mélange tombent directement sur ladite sou pape, comme indiqué par les flèches de la fig. 2.
Par conséquent, le mélange contribue à .refroidir la soupape, l'empêche de devenir assez chaude pour provoquer un allumage pré maturé et l'empêche de se déformer; et la. sou pape d'échappement chaude a pour effet de vaporiser les particules non vaporisées de car burant et améliore ainsi la combustion et l'é conomie en carburant du moteur; de plus, on évite ainsi l'encrassement de la chambre de combustion, de la culasse, de la bougie et des tiges de soupapes.
Le mode d'action du moteur est favorable ment influencé si l'on place la bougie d'allu mage dans une position sensiblement horizon tale et aussi :éloignée que possible du cylin dre. Pour cette raison, les bougies 24 sont disposées, comme représenté sur les fig. 1 et 2, sur les côtés de la, culasse et près de la sou pape d'échappement; on pourrait toutefois aussi les placer vers le centre du cylindre comme on le voit en 24 sur la fig. 3.
La disposition de soupapes et la construc tion décrite sont avantageusement appliquées en combinaison avec un organe de guidage 26 et un collecteur courbe 27 (fig. 1). L'organe de guidage 26 contribue à attirer les parti cules de carburant non vaporisées qui adhèrent normalement à la paroi courbe externe du col lecteur vers le centre du courant d'air abou tissant à celui des cylindres dans lequel se fait l'admission, et il s'ensuit que les parti cules non vaporisées de carburant lourd sont distribuées uniformément entre les cylindres.
Ces particules de carburant non vaporisées étant dirigées à l'écart dit bord antérieur de l'organe de guidage et étant situées au milieu du courant d'air sont entraînées dans une po sition telle qu'un petit nombre de ces parti cules tombent directement sur la soupape d'é chappement chaude, ce qui assure la, vapori sation et la combustion de ces particules. Le fait de disposer les soupapes de la façon dé crite améliore, par conséquent, la vaporisation des particules lourdes.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 4, la culasse du cylindre est désignée par 14, les cylindres sont indiqués en C, les soupapes d'admission en 21, les soupapes d'é chappement en 13 et les bougies d'allumage en 24. Dans cette disposition, la conduit d'admission 30 arrivant du carburateur pé nètre dans le bâti à culasse latéralement et se divise alors en deux conduits ou collecteurs d'admission 31 qui se divisent chacun à leur tour en trois conduits d'admission 32, 33, 34 alimentant respectivement trois soupapes d'ad mission 21.
En 35 est représentée une ailette de guidage qui dirige les particules non vapo risées de carburant vers l'intérieur du courant de mélange et les distribue entre les divers cy lindres. 36 représente un second organe de guidage qui joue un rôle analogue pour les cylindres alimentés par les conduits d'admis sion 83 et 34. On voit que les chambres de combustion 37, 38 et 39 des divers cylindres sont disposées, par rapport aux cylindres cor respondants et aux soupapes d'échappement correspondantes, de la même façon que dans la fig. 2, la, seule différence étant que le col lecteur 31 est situé à l'intérieur du bâti au lieu d'être situé à l'extérieur. Cette disposi tion présente certains avantages dans certai nes conditions d'application et de fabrication.
Il a été expliqué plus haut que la disposi tion décrite des soupapes procure une bonne "respiration" dans le cylindre; il a été trouvé que la compression peut être augmentée nota blement a.Li delà. de la, valeur limitée usuelle et que le mode d'action et le rendement du moteur sont améliorés, mais le moteur est en core un peu brutal et cogne d'une façon assez prononcée avéc des compressions élevées, lorsque la bougie est disposée comme le mon tre la. fig. 3.
En plaçant la. bougie d'allumage sur le côté de la soupape d'échappement le plus éloigné du cylindre, comme en fig. 2, on peut obtenir que le moteur ne cogne pas d'une façon perceptible; même si l'étincelle a. été avancée au delà du point de puissance maxi mum, un pareil moteur n'a pas tendance à s'allumer prématurément et son mode d'action est excessivement doux et régulier, c'est-à-dire qu'il a perdu sa brutalité.
Il en résulte que<B>là</B> compression peut être élevée .à une valeur de beaucoup supérieure @à ce qui .était considéré comme possible dans les moteurs des mêmes dimensions de sorte que le rendement du mo teur est considérablement augmenté, de même que l'économie en. carburant.
Quoiqu'il soit impossible de spécifier avec certitude la raison pour laquelle la position particulière de la. bougie d'allumage a un tel effet sur les caractéristiques du moteur, il se peut que ce soit parce que l'explosion, qui, dans le cas d'une compression ,élevée est plus violente au point où elle commence, et au con- traire moins violente < à une distance plus grande du point de départ, a son point de dé part dans un moteur suivant cette construc tion à une certaine distance du cylindre, de sorte que, au moment où le piston se trouve atteint,
cette explosion ,est adoucie et moins violente. Il se peut aussi que la direction de l'explosion, qui est perpendiculaire au mou vement du piston, ait une certaine répercus sion sur l'effet observé. Dans tous les cas, la différence est réelle et est certainement le ré sultat de la position de la bougie par rapport aux autres pièces du moteur.
En raison de la disposition relative de ses éléments, la chambre de combustion est, comme on l'a expliqué plus haut, très petite par rapport au déplacement et la surface de piston exposée à la chaleur est aussi petite; par conséquent, la combustion est comparable à celle d'un moteur de construction normale beaucoup plus petit, une quantité de chaleur plus grande est transformée en travail et la quantité d'énergie perdue est moindre, de fa çon que ce moteur possède un rendement no tablement plus grand et ceci n'est pas accom pagné d'un allumage prématuré ni d'un échauffement exagéré des soupapes d'échap pement.
D'une façon générale, le moteur décrit possède une puissance plus grande à toutes les vitesses et développe une puissance plus grande aux vitesses élevées. Ceci est accom pagné d'une diminution de la consommation en carburant, le moteur est plus frais et l'on éprouve moins d'ennuis avec les tuyaux d'é chappement, garnitures, silencieux, etc. Le résultat net est qu'on obtient un moteur de grandes dimensions possédant un rendement élevé ayant un mode d'action supérieur et possédant la vitesse et le rendement du mo teur à compression élevée avec la douceur et l'absence complète de cognage et la grande souplesse que le moteur à faible compression était seul à posséder jusqu'à ce jour.