Procédé et dispositif d'alimentation pour moteurs à combustion interne. La présente invention comprend un pro cédé d'alimentation de moteurs à combustion interne à plusieurs cylindres, caractérisé en ce que, lorsqu'un cylindre est -complètement iempli d'air et lorsque ses orifices d'admis sion d'air sont fermés, ce cylindre reçoit une charge de mélange carburé riche, qui se dif fuse et s;
e,dilue dans le cylindre considéré où le mélange carburé normal ainsi produit est comprimé par le piston et dont une partie est refoulée dans un ou plusieurs autres cylin dres, en passant par une capacité commune à tous les cylindres, de façon à. ramener le poids de la masse gazeuse dans le, cylindre considéré à sa valeur normale, après quoi le cylindro est complètement isolé et Fallu mage se pmoIduit.
Suivant une forme d'exécution :de ce pro cédé, la charge de mélange carburé riche, ad mise dans chaque cylindre au début de la compression, est cansfituée par une charge normale, provenant de la capacité com mune, à laquelle se mélange, avant l'admis- siondans le cylindre, la quantité de com bustible liquide destinée au cy gindre consi déré.
Par le procédé suivant l'invention, après quelques tours de l'arbre-manivelle, chaque cylindre moteur est alimenté à plein; puis, lorsqu'il est hermétiquement fermé, il reçoit une charge,de mélange carburé riche, qui est diffusée et diluée dans ce cylindre, d,e façon à -donner un mélange carburé normal,- dont une partie est renvoyée dans un ou plusieurs autres cylindres en passant par la capacité commune: le premier cylindre considéré, qui a été surchargé par cet apport de mélange ri che, revient .ainsi à sa charge normale.
L'opé ration consiste donc simplement en un échange de masses gazeuses, de richesses dif férentes, entre chacun des cylindres et la. ca pacité commune.
L'invention concerne également un dis positif pour la réalisation du procédé ci- ,dessus; ce dispositif est caractérisé par un piston-valve commandé de manière à offrir une grande section de passage pour le refou lement du mélange carburé à partir d'un cylin dre,dans un autre ou dans d'autres .cylindres, en passant par la capacité commune, et à offrir une section de passage réduite pendant l'ad mission du mélange .c.a:rburé riche dans ce cy lindre, de façon à assurer la. pulvérisation ci, le brassage du combustible introduit.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo sitif suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale axiale, avec certaines parties en vue exté rieure, par moitié; La fig. 2 est une vue en coupe verticale, à angle droit par rapport à la précédente, avec certaines parties également en vue exté rieure; cette fig. 2 représente une position du pistan-valve légèrement différente de celle de la fig. 1;
La fig. 3 représente un détail, correspon dant à une partie<B>du</B> piston-valve; Les fig. 3a et 3b sont des coupes hori zontales suivant les lignes 3a-3a et 3b-3:b de la fig. 3, respectivement; La fig. 4 est une vue en plan plus ou moins schématique et la fig. 5 une vue en coupe verticale suivant la. ligne 5-5 de la fig. 4, montrant l'application de l'invention à un moteur à quatre cylindres fonctionnant suivant le cycle à deux temps.
Sur le bloc de cylindres a est monté sur un corps de pulvérisateur p constitué par une masse de métal bon conducteur de la cha_ leur et suffisamment isolé du bloc de cylin dres. a par un joint a1, mauvais conducteur de la .chaleur, afin de maintenir ce corps de pul vérisateur à une température supérieure à celle des parois des cylindres (fig. 1 et 2).
Un piston-valve v, comprenant deux dia mètres, est monté de manière à pouvoir rece voir un déplacement vertical alternatif, dans le corps du pulvérisateur p. La partie infé rieure du piston constitue la valve cylindri que v\, ajustée dans un logement cylindri que correspondant p' ménagé dans lie corps du pulvérisateur; dans cette partie v2 sont percés .des ajutages calibrés b, convergents di- vergents, répartis uniformément autour de l'axe vertical de ce piston (fig. 3b).
La. par tie médiane du piston-valve comporte à sa<I>,</I> surface des rainures hélicoïdales v1, destinées à .communiquer au courant gazeux un mou vement de giration au-dessus des ajutages b, au moment de l'injection dans le cylindre moteur (fig. '3 et 3a). La @. partie supérieure du piston est munie,de segments d'étanchéité v3. Cette partie est évidée en v4, de manière à servir de guide à un ressort de rappel dl,
agissant sur une pièce annulaire creuse d, ajustée dans le corps -de pulvérisateur p et constituant la soupape d'admission du com bustible. L'espace intérieur de cette pièce an nulaire d constitue une chambre de mélange c:. Une gorge annulaire, ci, pratiquée dans le corps du piston-valve, constitue, avec la pa roi du pulvérisateur p, une autre chambre annulaire de mélange séparant les rainures hélicoïdales v' des ajutages b, pour permettre une .alimentation convenable de ces ajutages.
A l'intérieur du piston-valve v et suivant l'axe de celui-ci est ajustée, à frottement doux, la tige s1 :d'une .soupape s, commandant 1a communication entre la, chambre de com bustion n2 du cylindre et la, cap:aeité dans la,- quelle se déplace le piston de valve.
Cette tige s' de la soupape s est vissée, à son extrémité supérieure, ,sur une traverse t, qui prend ap pui sur deux ressorts t=, centrés sur îles bu tées C, qui arrêtent par le haut, par leur bord supérieur, le piston-valve v dans sa course as cendante, après que ce piston-valve est rendu libre par les cames k1, disposées symétrique ment de part et d'autre -d'une came médiane k', destinée à, commander la .soupape s.
Ces cames k1 et k\ sont décalées -d'un angle dé terminé sur l'arbre commun k qui lies porte, la came k2 étant disposée en avant, -dans le -ens de rotation, par rapport aux cames k' (voir la flèche sur la fig. 1).
Des orifices de sections convenables o et o' sont percés, d'une part, dans la, soupape annu laire<B>d</B> et, d'autre part, dans le corps du pulvéri sateur p, pour mettre en relation constante la chambre de mélange c avec le ou les collec teurs e (fig. 4), reliant tous les dispositifs d'alimentation d'une même rangée de cylin dres. Le ou les collecteurs e peuvent être en tourés d'une enveloppe calorifuge isolante, ou d'une chambre de réchauffage, dans la. quelle peuvent circuler des gaz chauds d'é chappement, à débit limité, comme représenté en el sur la. fig. 4.
Dans le corps p du pulvérisateur est prévu un raccord h pour l'amenée d'huile sous pres sion, à partir duquel un canal lal conduit le lubrifiant à une gorge circulaire 1a2, ménagée sur le piston-valive v au-dessus des segments d'étanchéité v3;
par des conduits lai, h4, <I>1a5,</I> et par des rainures h8, pratiquées sur la tige s' de la soupape s, l'huile sous pression est diri gée .sur la partie axiale du guide de la tige de la soupape s;, ce guide est constitué par l'intérieur <B>du</B> corps du piston-valve v et par la bague rapportée v5.
Le lubrifiant employé pour le piston- valve v et la soupape s assure l'étanchéité -de la tige de la soupape; ce lubrifiant est d'ori gine différente de celle ,du combustible, afin d'en empêcher le mélange; il peut consister par exemple en huile de ricin, dans le .cas où l'on emploie des produits pétrolifères comme combustible.
Le combustible, distribué sous pression par le raccord 1, ménagé dans le corps du pul- vérisateur p, -est amené tangentiellement par le canal d' à la rainure circulaire b2, ménagée dans le corps du pulvérisateur sous le siège de la soupape annulaire d'alimentation d. De fines rainures circulaires Z3 et hélicoïdales 14.
ménagées à la périphérie de la soupape- d, di rigent le combustible liquide, qui aurait ten dance à remonter le long de la. soupape d, vers la chambre de mélange c, où débouchent les conduits hélicoïdaux de brassage W.
Une chambre c2, où débouchent les ajuta ges b, est ménagée .dans le corps -du pulvéri sateur p, immédiatement au-dessus -de la sou pape d'injection et de charges.
Les fig. 4 et 5 représentent, à titre d'exemple, l'application de l'invention à un moteur à quatre cylindres (1, 2, 3, 4) fonc tionnant ,suivant le cyle à deux temps; il est bien entendu qu'elle est également applicable à un moteur à quatre temps.
Les lumières représentées en u sont les orifices d'admission .d'air pur, qui sont fer més, .avec un certain retard, à. l'aide d'un or gane ide distribution commandé (soupape ou tiroir), après fermeture des lumières. d'échap pement (non représentées). Ces lumières u sont en relation avec un réservoir d'air com primé à basse pression, ou avec un compres seur, pour le balayage des gaz brûlés et pour la .charge normale en air pur du cylindre mo teur.
Le moteur fonctionnant suivant le cycle à deux temps, les phases diverses,de fonction nement se succèdent d'un cylindre à l'autre à<B>90'</B> d'intervalle, comptés sur le cercle de rotation de l'arbre manivelle; l'ordre de mar che indiqué, à titre d'exemple, est: 1, 3, 2, 4. L'admission de combustible au pulvérisateur a lieu au début de la période d'injection dans le cylindre moteur.
La, soupape d'injection et de charge s est ouverte progressivement. immédiatement après que #1e piston, moteur z (fig. 5) a obturé les lumières u d'ans sa, course montante (fin d'admission d'air pur au cylindre et commen cement de la phase de compression).
Dès que le cylindre est hermétiquement clos (cylindre 3), la. came k2 agit ,sur 1a. sou pape s par l'intermédiaire de la traverse t; cette soupape s s'ouvre. Si l'on suppose que l'arbre manivelle a déjà décrit plusieurs tours, il y a du gaz comprimé dans le collecteur e;
ce gaz, en passant par les orifices o' et o, s'engage dans les canaux hélicoïdaux v' mé- nag & sur le piston-valve v;
à cet instant, la pompe à combustible (non représentée) re foule progressivement la charge de combus tible, afin de la projeter en une nappe hori zontale mince, en ,soulevant d'une quantité in fime la soupape .annulaire d, soumise à la tension du ressort d' et à la. pression régnant d'ans le collecteur e; un mélange carburé très riche est créé dans la chambre c, à l'intérieur de la ,soupape d;
ce mélange circule rapide ment dans les rainures hélicoïdales v", tour- billonne dans la chambre de mélange c1, passe par les ajutages calibrés b, se précipite à grande vitesse dans la dernière chambre c' et pénètre dans le cylindre moteur par la sou pape s, ouverte; c'est la phase d'injection au cylindre moteur.
La charge riche injectée s'appauvrit par son mélange avec l'air pur, contenu dans le cylindre moteur; la turbulence créée par l'in jeetion pneumatique, facilite: .le mélange; le piston moteur z continuant â monter, il existe un temps très court d'équilibre des pressions, entre la pression régnant dans le collecteur e et les chambres de mélange c, cl, c', et celle existant clans .la chambre de compression üa du cylindre; ensuite, la pression devient plus élevée dans le cylindre;
il se produit un re foulement de gaz carburé dans le collecteur e et dans les chambres de mélange des pulvé risateurs correspondant aux autres cylindres (dans sa, course ascendante, vers la. fin de la phase de compression, le piston sert ainsi de compresseur, chargeant le collecteur e et les chambres de mélange des autres: pulvérisa teurs); à cet instant, les cames k', décalées en-arrière par rapport à. la, came k', attaquent le plateau de tête vs du piston-valve v; ce pis ton-valve descend sous la poussée des cames;
la partie ajustée v' du piston-valve, en des cendant, sort de son logement p' dans le corps du pulvérisateur (comme représenté sur la, fig. 2) et démasque une section de passage annulaire suffisante, pour alimenter les rai nures hélicoïdales v' et charger le collecteur e;
cette section s'ajoute ainsi à celle des aju tages b, qui est trop faible pour laisser char- ger,convenablement le collecteur, aux grandes vitesses de rotation du moteur.
Sur la fig. 5 sont tracés trois traits: Le trait plein I indique le point mort haut, à la fin de la course de compression du pis ton z.
Le trait mixte <B>Il</B> indique le point d'allu mage. environ 20 à 25 avant la fin de lia course de compression.
Le trait pointillé III indique le point de fermeture de la soupape s, légèrement avant <B>le-</B> point d'allumage, afin d'obtenir dans le col- lecteur une pression de charge aussi voisine que possible de la pression effective finale de compression.
Lorsque le piston moteur arrive en III, c'est-à-dire en un point très rapproché du point d'allumage, la soupape s est fermée ra pidement par ses deux ressorts de rappel t\ agissant sous la traverse t, après le passage de la came k\;
après fermeture complète de la soupape s, le piston-valve v reprend lente ment sa, position initiale de repos, ce piston étant libéré par les cames Tel et rappelé par le ressort d', auquel vient s'ajouter la. pression des gaz comprimés dans le collecteur e et dans les chambres- de mélange du pulvérisa teur.
Si l'on se reporte à la. fig. 5, on voit. que lorsque le cylindre 1 est en période de char.-t# du collecteur e, le cylindre 3 est clos et. re çoit une charge de mélange riche, injectée et diffusée dans l'air pur contenu dans le cy lindre moteur; la camburation est facilitée par la turbulence créée par la. fin de la. période de balayage et de charge, ainsi que par la force vive du gaz injecté.
Continuant sa course montante, le piston du cylindre 3 va passer par le temps d'équi libre des pressions, entre la, pression régnant dans le collecteur e et celle régnant dans le cylindre; la soupape s de l'injecteur du cy lindre lest fermée, le piston de ce cylindre 1 arrivant au point d'allumage; la, soupape d'injecteur du cylindre 2 va s'ouvrir, dès que le piston 2 aura recouvert les lumières d'ad mission d'air u (dans sa course montante,, ai début de la phase de compression dans ce cy - lindre 2);
à ce moment, le cylindre 3 char gera le collecteur e d'une masse de gaz car burée; ensuite, la soupapes de l'injecteur du cylindre 3 se fermera, et celle de l'injecteur du cylindre 4 s'ouvrira; le cylindre 2 à sontour vaservirdecompresseur; lasoupape s de l'injec teur du cylindre 2 se fermera., et la soupape s de l'injecteur du cylindre 1 s'ouvrira., le cy lindre 4 lui servant de compresseur, et ainsi de suite;
le cycle se renouvelle, les phases d'injection dans les cylindres se croisant con tinuellement avec les phases de -charge du collecteur e, de façon à obtenir une qualité moyenne du mélange carburé, admis dans les cylindres, ainsi qu'un équilibrage des taux de compression.
Il est facile de comprendre que, si un cy lindre quelconque reçoit une charge de mé lange plus riche que celle admise dans le cy lindre voisin, au moment de l'injection, une partie de ce mélange,étant reprise avant com bustion pour passer à un autre cylindre, et cette opération s6 répétant d'un cylindre â l'autre, immédiatement après chaque injection et avant la combustion, une moyenne s'éta blit dans la richesse du mélange,
admis dans les différents cylindres du moteur.
La pression maximum moyenne atteinte dans lie collecteur e est égale à celle régnant dans les cylindres du moteur, au moment de la fermeture des soupapes s des pulvérisa- teurs.
Le collecteur e. étant chargé avec des gaz carburés portés par compression à une cer taine température, las corps d'injecteurs, ainsi que le ou les collecteurs les reliant entre eux, sont réalisés en un métal bon conducteur de la chaleur, pour maintenir cette température à peu près constante.
Le collecteur e et les corps de pulvérisa- tturs-injecteurs p peuvent être isolés de l'air extérieur, comme indiqué plus haut, par une chambre dans laquelle circulent des gaz chauds provenant de l'échappement des cylin dres, mais à débit limité, de façon à ne ja mais atteindre dans les injecteurs et dama: le collecteur la température d'inflammation spontanée du mélange carburé et comprimé dans ces capacités.
On peut prévoir une simple enveloppe ca lorifuge, isolant les. parois de la radiation extérieure, ou bien encore un réchauffage pair résistance électrique, enroulée sur une ar mature bonne conductrice de la chaleur, re couvrant la paroi du collecteur, cette résis- tance recevant un courant de faible tension, fourni pair batterie ou génératrice.
Si l'on désire accroître fortement les vi tesses de rotation du moteur, tout en utili sant des combustibles lourds, on peut incor- porer un gaz ou un mélange spécial, pour rendre les combustions plus rapides, :à l'aide d'un compresseur auxiliaire de faible débit, refoulant ce mélange dans le collecteur e et dans les chambres de mélange des pulvérisa teurs.
L'invention s'applique à l'utilisation, dans les moteurs,, de combustibles liquides lourds, tels que alcool, pétrole, gas-oil, fuel-oil, huiles végétales, etc., non volatils, de même qu'aux combustibles volatils, tels que ben zol, essence, etc., on peut également employer le procédé et,le dispositif suivant l'invention pour l'alimentation des moteurs avec des combustibles gazeux,
par exemple du gaz de ville ou tout autre gaz combustible.
Il est à remarquer que, pour obtenir une bonne pulvérisation des combustibles lourds, il faut nécessairement des vitesses d'écoule ment très élevées du fluide, agissant comme agent mécanique et physique, pour obtenir une bonne division et une bonne répartition de ce combustible dans l'air pur du cylindre moteur; ceci conduit à l'utilisation de très faibles sections de passage pour l'injection des gaz du collecteur dans le cylindre;
à cet effet, le passage est établi seulement par les ajutages<I>b,</I> la valve v2 du piston-valve <I>v</I> étant, à cette phase du cycle, ajustée dans son lo gement pi ménagé dans le corps p du pulvé- risateur.
Au contraire, pour faciliter la charge ra- pide et à pression aussi élevée que possible, il faut diminuer les résistances. à l'écoule ment des gaz, refoulés par le piston moteur, dans le collecteur e, à la fin de la compression;
à icet effet, la soupape s reste complètement ouverte et la valve v2, commandée par les cames k1, sort de son logement p', de manière à ajouter une forte section .annulaire de pas sage à celle déjà fournie par les ajutages b (voir fig. 2). L'interruption de la communi cation; entre le cylindre et le collecteur e est effectuée par la fermeture de la soupape s au point III;
le piston-valve v et sa valve v2 reprennent lentement leur position initiale, afin d'éviter des chocs sur -les butées t1.