Procédé d'alimentation dun moteur<B>à</B> combustion interne, et moteur pour la mise en #uvre de ce procédé. La présente invention comprend un pro <B>cédé</B> d'alimentation d'un moteur<B>à</B> combustion interne, muni d'une capacité commune aux dispositifs d'alimentation des différents cy lindres et dans lequel le mélange carburé est formé dans les cylindres, pendant la phase de compression, ces cylindres ayant été préa- lablemeni remplis d'air pur. L'invention com prend aussi -un moteur pour la mise en couvre du procédé.
Le procédé suivant l'invention est carac- téris,', en ce qu'on prépare un mélange carburé riche -en faisant circuler, de façon continue, <B>à</B> l'aide d'un dispositif compresseur (com presseur, pompe ou analogue), dans un cir cuit dont fait partie cette capacité commune, une masse gazeuse dans laquelle on injecte de façon continue un combustible, et en ce qu'on envoie ce mélange carburé riche dans chacun des cylindres, pendant la phase de compression dans ce cylindre, de façon<B>à</B> le diffuser dans l'air pur, admis préalablement dans ce cybrdre. Dans une forme -d'exécution spéciale de ce procédé, la masse gazeuse, que l'on fait circuler de façon continue dans le circuit dont fait partie la capacité commune,
est consti tuée par une partie de la charge carburée nor male que renferme chaque cylindre, refou lée dans la capacité -commune par chacun des cylindres vers la fin,de la phase -de compres sion, ainsi que cela se produit -dans les mo teurs<B>à</B> combustion interne du type -décrit dans le brevet français no <B>669101,</B> déposé le <B>31</B> mai<B>1928</B> par le même inventeur. On peut alors enrichir ce mélange carburé normal, ainsi maintenu en circulation continue, par une injection continue de combustible, après quoi on peut envoyer le mélange carburé ri che ainsi formé dans l'air contenu dans cha cun des cylindres, pendant la phase -de com pression.
Le moteur que comprend l'invention est caractérisé en -ce qu'un collecteur, commun aux différents cylindres, comporte une déri vation allant au côté d'aspiration du,disposi- tif compresseur, -dans lequel est pulvérisé le combustible, tan-dis que le côté de refoule ment du -dis-positif compresseur est raccordé aux -dispositifs d'alimentation -des cylindres.
L'homogénéité du mélange carburé riche, obtenu par le procédé suivant l'invention, peut être grandement améliorée, car on -dis pose d'un temps beaucoup plus long pour le préparer, -dans le circuit dont fait partie la capacité commune, que lorsqu'on a un dis positif pulvérisateur particulier<B>à</B> chaque<B>cy-</B> lindre, comme c'est le cas -dans le moteur sui- va-nt le brevet français nc#66,9l01- Les -dessins ci-joints représentent,<B>à</B> titre <B>d 2</B> -exemple, une forme d'exécution -du moteur pour la mise en #uvre du procédé que com prend l'invention.
La fig. <B>1</B> est une vue en coupe verticale axiale, parties en vue extérieure, du flispo- sitif d'alimentation d'un cylindre de ce mo teur;
La fio,. 2 est une vue en coupe transv:er- sale horizontale suivant la ligne 2-2 de la fig. <B>1;</B> Les fig. <B>3</B> et 4 sont des vues en. plan montrant -deux -dispositions des ajutages -dans le piston-valve -du dispositif d'alimenta tion, et <I>Les</I> fi-.<B>5</B> et<B>6</B> sont des vues en éléva tion correspondantes;
La fig. <B>7</B> est une vue en coupe trans-ver- sale horizontale du piston-valve, dans- le cas d'une vàriante, et Les fig. <B>8</B> et<B>9</B> sont des vues en coupe verticale longitudinale correspondantes; Les fig. <B>10, Il</B> et 12 montrent le circuit servant<B>à</B> la. préparationdu mélange -carburé riche; La fig, <B>10</B> en est une vue en plan;
La fig. <B>Il</B> une vue en élévation, et La fig. 12 une vue en coupe verticale transversale suivant la ligne<B>12-12</B> sur les fig. <B>10</B> et<B>11,</B> maïs<B>à</B> échelle agrandie.
Le dispositif d'alimentation de chaque cylindre a -du moteur comprend un corps<B>b,</B> en métal bon conducteur de la -chaleur, isolé tliermiquement du cylindre a par un joint (non représenté), mauvais conducteur de la chaleur, afin -de maintenir le corps du dispo sitif -d'alimentation<B>à</B> une température supé rieure<B>à</B> celle des parois du -cylindre.
Un pision-valve c, présentant -des parties de -dia mètres -différents, est monté -de fa-#ou <B>à</B> pou voir se déplacer -dans ce corps<B>b;</B> la partie in férieure -du piston constitue la valve Gylin- -drique c", ajustée dans un logement cylin drique correspondant<B>V</B> ménagé dans le corps b;
dans cette partie cylindrique c' (fig. <B>1)</B> sont percés des ajutages calibrés<B>d,</B> conver- gents-divergeuts, répartis uniformément au tour de l'axe vertical du piston-valve. Les axes de ces ajutagges;
<B>d</B> peuvent être paral- lèl-es <B>à</B> cet axe du piston-valve (fig. <B>1, 3</B> et<B>5)</B> ou être inclinés par rapport<B>à,</B> celui-ci (fig. 4 et<B>6).</B> Au lieu d'être ménagés dans l'épaisseur même du piston-valve c, eomme représenté sur les fi-.<B>1, 3,</B> 4.<B>5</B> et<B>6,</B> ces ajutages<B>d</B> peuvent, -dans le cas où on -désire augmenter leur section de, passage, sans aug menter le diamètre du pistou-valve, être mé nagés<B>à</B> la, périphérie de ce -dernier, comme re présenté sur les fi-.<B>7, 8</B> et<B>9;
</B> -dans; ce cas, une coiffe rectifiée<B>d'</B> est- montée extérieure ment<B>à</B> la, partie inférieure c' du I)iston-valve c etest bloquée,de façon à faire corps avec -celui- ci etil le suivre -dans tous ses. déplacements<B>-,</B> les ajutages<B>d</B> peuvent encore être parallèles <B>à,</B> l'axe du piston-valve (fig. <B>8)</B> ou inclinés par rapport<B>à</B> cet axe (fig. <B>9).</B>
La partie médiane c' du piston-valve <B>e</B> comparte <B>-à</B> sa surfacedes ailettes: hélicoïdales <B>es,</B> ménageant entre elles des rainures héli- c6idales c',destinées <B>à,</B> communiquer un mou vement de giration au courant gazeux au- ,dessus des ajutages<B>d,</B> au moment -de l'in- jeetion -dans le cylindre moteur a;
ces ai lettes<B>es</B> servent également au guidage -du piston-valve, -dans le logement cylindrique<B>b'</B> -du corps<B>b,</B> pendant ses déplacements.
La partie supérieure c5 du piston-valve, ,de diamètre plus grand, est munie de se- ments :d'étanchéité c'.
Le piston-valve c est solidaire de la. sou pape e, établissant la, communication entre la chambre<B>g,</B> formée<B>à</B> l'intérieur du corps <B>b,</B> et le cylindre a. L'ensemble du piston-valve <B>e</B> et de la sou pape e est commandé par une came f, agis sant sur une traverse<B>f',</B> solidaire-du piston- valve c, et prenant appui surcles ressorts de rappel<B>f,</B> enroulés autour de tiges -de gui dage<B>f</B> fixées dans le corps<B>b</B> du dispositif d'alimentation.
La, came<B>f</B> présente un profil approprié pour permettre d'abord une ouver ture lente de la soupape e, de façon que le mélange carburé passe, du dispositif d'ali mentation dans le cylindre a, uniquement par les ajutaces <B>d;</B> ceci permet #d'obtenir une très crande vitesse. d'écoulement<B>à</B> la sortie des ajutaces, ce qui est nécessaire pour par faire le mélange carburé et le projeter avec, une force vive suffisante dans le cylindre qui est,<B>à</B> ce moment (début de la phase -de compression), rempli d'air pur.
<I>Vers</I> la fin de la phase de compression, sous J'action,d,-- la came<B>f,</B> la partie inférieure cylindrique<B>c'</B> du piston-valve c quitte son logement<B>P</B> dans le, corps<B>b,</B> et la section an nulaire de passage ainsi démasquée vient s ajouter<B>à</B> la section des ajutages<B>d,</B> en don nant ainsi une section plus grande -de com munication entre le cylindre a et l'intérieur du dispositif d'alimentation.
La chambre<B>g,</B> ménagée<B>à</B> l'intérieur du ,corps<B>b,</B> sous la partie supérieure c' du piston-valve <B>r,</B> est en communication, par un conduit<B>b'</B> percé dans l'épaisseur du corps<B>b,</B> avec un collecteur h, commun #à tous les<B><I>cy-</I></B> lindres a du moteur.
Dans l'épaisseur du corps<B>b</B> sont égale ment percés<B>'</B> -des conduits i', i', partant d'un raccord i et aboutissant ù, une gorge annu laire<B>j;</B> celle-ci :débouche, dans la chambre intérieure du -corps<B>b,</B> sous un diaphragme<B>k,</B> guidé et bloqué par un écrou<B>F</B> sur un siège <B>b'</B> ménagé dans le corps<B>b;
</B> ce diaphragme<B>k</B> comporte, dans sa fa,--e inférieure, en re- ,gard de la gorge annulaire j, une gorge air- D culaire k', de laquelle partent des petits con duits radiaux k', aboutissant aux alvéoles hélicoïdales c' ménagées dans la partie mé diane c' du piston-valve c.
Un ergot L-', fixé -dans le corps<B>b</B> et pénétra-nt dans une rainure du -diaphragme<B>k,</B> oriente celui-ci de manière Z15 que les conduits<B>V</B> se trouvent toujours de vant les alvéoles hélicoïdales c'.
Comme représenté sur les fig. <B>10, Il</B> et 12, les dispositifs d'alimentation des diffé rents -cylindres sont reliés entre eux par le collecteur commun h, qui est destiné<B>à</B> être mis en communication avecchacun des eylin- dres a-, suivant Pordred'allumage, par l'inter médiaire -du dispositif d'alimentation corres pondant.
Du point le plus bas de ce collecteur li part une dérivation h', <B>,</B> qui le relie à. la -aham- bre d'aspiration<B>l'</B> d'un petit compresseur ro tatif<B>1,</B> commandé<B>à,</B> grande vitesse par le mo teur lui-même, par l'arbre<B>1'.</B>
La partie basse de la chambre de refoule ment<B>l'</B> du -compresseur<B>1</B> est reliée aux -dis positifs d'alimentation des -différents cylin- :dres par des tubes in, aboutissant au raccord i dan#s le corps<B>b</B> des. dispositifs d'alimenta tion; ces tubes m sont recouverts d'une en veloppe calorifuge m', afin d'éviter un abais sement de température -du mélange gazeux pendant son passage<B>à</B> travers #s tubes..
Un -distributeur de combustible sous pres sion n, dont le débit est variable et est réglé par un levier n', est accouplé<B>à.</B> l'arbre<B>l'</B> du compresseur<B>1</B> et est commandé, ainsi que le #compresseur <B>1</B> lui-même,<B>à</B> une vitesse ayant un rapport invariable avec la vitesse de l'arbre-manivelle -du moteur, en fonctionne ment normal, mais bien supérieure<B>à</B> cellede cet arbre-manivelle.
La. chambre de refoulement du distribu teur de combustible n est reliée, par un tube n', <B>à</B> un dispositif de pulvérisation mécanique o, placé dans la chambre d'aspiration l' du compresseur<B>1.</B>
Ce dispositif de pulvérisation mécanique peut être remplacé, comme représenté en traits mixtes en o' sur la. fig. l9z, par un dis positif<B>-de</B> Venturi, simple ou multiple,<B>au</B> genre employé pour la. pulvérisation de l'es sence dans les carburateurs et placé<B>à</B> l'en trée de la dérivation W, allant du collecteur li au compresseur<B>1.</B>
Le fonctionnement de ce moteur est le suivant: Vers la fin de la phase de compression -dans chaque,cylindre a, la came<B>f,</B> en agissant sur<B>la,</B> traverse<B>f'</B> du piston-valve c, établit la. communication par une section -de passage relativement grande entre ce cylindre et son dispositif -d'alimentation, en écartant la sou pape ejde son siège et en faisant -descendre la partie inférieure cylindrique c' du piston- va-Ive c,d'une distance suffisante pour qu'elle soit dégagée,de son logement<B>b'</B> dans le corps <B>b.</B> Une fraction du mélange carburé normal,
formé dans le cylindre considéré, pénètre, en passant par<B>la,</B> chambre<B>g</B> du -dispositif -d'alimentation, et par le conduit<B>b'</B> dans le corps -de celui-ci, clans le collecteur commun h. Les différentes fractions de mélange car buré normal chargent ainsi le collecteur h.
Le compresseur rotatif<B>1</B> met en mouve ment cette masse -de mélange carburé normal, acc#amuIée dans le collecteur h, en l'aspirant par ladérivation h', -dans la chambre<B>1',</B> en la refoulant dans la chambre<B>1',</B> et en la. retour nant au collecteur commmi h en passant par le -dispositif d'alimentation de chacundes <B>cy-</B> lindres, par le trajet suivant:
tube m, rac cord i, conduits. i', i' et gorge annulaire j -dans le -corps<B>b,</B> gorge annulaire k' et con duits k' -du diaphragme<B>k,</B> rainures, hélicoï- da,les c' du piston-valve, chambre<B>g</B> et con duit<B>b'</B> dans le corps<B>b.</B>
Le mélange carburé normal, ainsi main tenu -de façon continue en mouvement ra pide, s'enrichit,<B>à.</B> son passage -dans la, e'ham- bre d'aspiration<B>l'</B> -du -compresseur rotatif<B>1,</B> par l'apport de combustible dû au dispositif de pulvérisation mécanique c (ou par le dis positif de Venturi placé<B>à</B> l'entrée,,de <B>la, -dé-</B> rivation h', allant du collecteur h au com presseur<B>1).</B> Cet apport de combustible, dont le débit est contrôlé par le -distributeur n, s'effectue toujours avant l'entrée -de la masse gaze-Lise dans le compresseur<B>1</B> et dans sa zone -d'aspiration.
La -circulation rapide, ainsi que l'enriehis- sement -du mélange carburé normal emmaga- sin6 -dans le callecteur h, s'effectuent pour ainsi dire en circuit fermé; le compresseur<B>1,</B> par suite -du brassage qu'il produit, permet d'obtenir un mélange, homogène, très riche en combustible.
Dès qu'un cylindre a est hermétiquement clos (#c'est-ù,-dire,dè#s que les orifices -d'admis sion ou la soupape -d'admission sont fermés) au début de la phase de compression ,dans le cylindre, la. came<B>f</B> agit sur le piston-valve c et la soupape e, qui sont soli- ,daires l'un de, l'autre;
la soupape e s'ouvre d'abord lentement (par suite -du profil -donné <B>à</B> la came f), tandis que le piston-valve des- cen,d lentement, sa partie inférieure cylindri que c' restant encore engagée,dans son loge ment<B>b'</B> dans le corps<B>b;</B> il en résulte que le -dispositif d'alimentation ne communique avec le cylindre que par la section, relativement réduite, des ajutages<B>d.</B>
Le mélange carburé riche, qui circule<B>à</B> travers le -dispositif d'alimentation par le tra jet -décrit ci-des-sus, passe par les rainures lié- licoldales c', qui lui communiquent un mou- vement,de giration assurant une alimentation régulière et uniforme, des ajutages -de détente <B><I>d,</I></B> en passant par la chambre -de mélange J entre les parties c' et c2 du piston-valve c.
C'est -donc un mélange carburé riche qui sera projeté avec une très grande vitesse par les ajutages<B>d</B> et qui sera diffusé par tour billonnement ou turbulence -dans l'air pur, comprimé dans le, cylindre a. La grande vi tesse -d'écoulement est -due au rapport élevé des pressions entre le collecteur h et le<B>cy-</B> lindre a, ainsi qu'au profil des ajutages<B>d.</B>
Pendant la première phase de la période d'injection dans le cylindre a, la décharge du collecteur h s'effectue uniquement par les ajutages #de détente<B>d,</B> de telle manière que s'il existait encore -du combustible liquide <B>à</B> l'état -de gouttelettes, du fait de l'immobi lité du piston-valve c et,de la soupape e pen dant la période précédente, ces gouttelettes seraient divisées par déchirement et -disper sées par la vitessedu gaz -détendu<B>à,</B> la sortie -de la partie divergente -des ajutages<B>d.</B> Peu- dant ce temps, le piston continuant sa course montante de compression dans le cylindre a,
ladifférence de pression entre le cylindreet le collecteur fi diminue; lorsque sa valeur ne peut plus avoir d'effet utile pour la pulvéri sation, la came<B>f,</B> en continuant<B>à</B> tourner, fait sortir la partie inférieure cylindrique c, du piston-valve de'son logement<B>b'</B> dans le corps<B>b;</B> une section annulaire importante de passage vient ainsi s'ajouter brusquement<B>à,</B> celle des ajutages<B>d,</B> et l'équilibre des pres sions s'effectue entre le collecteur h et le cy lindre a.
L'apport de chaleur<B>-dû à</B> la compression dans le cylindre permet,de gazéifier le com bustible diffusé.<B>A</B> ce moment, l'air du cy-. lindre est complètement carburé<B>à</B> une va leur normale, par la -dispersion et le mélange du gaz riche injectédans la. masse d'air con tenue dans le cylindre.
Le piston continuant sa course -de com pression dans le cylindre, le sens du courant ,entre le, collecteur<B>h</B> et le cylindre a est in versé; c'est le cylindre qui se décharge dans le collecteur h -en passant par le,dispositif d'a limentation du cylindre considéré. Une masse de gaz normalement carburé, en un volume équivalent au volume du mélange carburé ri che qui a précédemment été injecté dans le cylindre a, est renvoyée dans le collecteur<B>h,</B> où elle se mélange<B>à</B> la masse gazeuse qui s'y trouve<B>déjà</B> et qui<B>y</B> a été renvoyée de la même manière par les autres cylindres<B>à</B> la fin de leur phase de compression.
Cette masse 01azeuse s'enrichit de combustible<B>à</B> son pas sage devant le dispositif de pulvérisation mécanique o (oudans le,dispositif de Venturi, suivant le cas), et le mélange carburé riche est maintenu en circulation continue par le compresseur<B>1,</B> en passant par les tubes m, et les dispositifs d'alimentation des cylindres et le collecteur h.
La période de charge -du collecteur le en mélan-e carburé normal par chacun des<B>cy-</B> lindres a dure jusqu'au point d'allumage dans le cylindre considéré; elle est interrompue<B>à</B> ce moment par la fermeture rapide -de la sou pape e, qui est rappelée sur son siège par les ressorts<B>f2,</B> afin -déviter la combustion<B>de</B> la charge emmagasinée dans le collecteur h.
L'inflammation -dans le cylindreest pro duite par l'Atincelle électrique, la combustion a lieu, la pression s'élève -dans le cylindre jus qu'en fin de course. Ensuite s'effectue la<B>dé-</B> tente<B>.</B> motrice des gaz en combustion, suivie de l'échappement des gaz brûlés;
le cylindre admet ensuite une nouvelle cylindrée d'air pur et, lorsque le piston moteur se trouve<B>à</B> nouveau au début -de la compression effective, avec tous ses orifices fermés, la soupape e, commandée par la, came f, s'ouvre,,à nouveau pour permettre une injection -de mélange car- bur6 richedans l'air pur contenudans le<B>cy-</B> lindre. Les différentes phases -du,cycle se re produisent<B>de</B> la manière décrite plus haut. <B>Il</B> en est de même pour -tous les cylindres -d'un même moteur,<B>à</B> tour<B>-de</B> rôle dans l'ordre d'allumage.
L'homogénéité -de la charge, finalement obtenue dans chacun -des cylindres, résultant de la -diffusion -du mélange carburé riche dans l'air pur contenu dans le cylindre, est bien supérieure<B>à</B> l'homogénéité -du mélange car buré qu'on obtient lorsqu'on injecte un très faible volume de combustible liquide dans une masse -d'air importante. L'inflammation de ce mélan ge homogène est rendue plus fa cile et sa combustion complète est plus ra pide, ce qui est une qualité fondamentale pour le fonctionnement correct des moteurs<B>à</B> régime très élevé, -dont la réalisation -est ainsi facilitée.
Le distributeur de combustible n fonc tionne<B>à</B> basse pression, puisque son rôle est de faire pénétrer la charge -de combustible, presque<B>à</B> jet continu, dans un milieu où rè gne une pression de quelques atmosphères seu lement, et cela sans grande force vive.
La répartition ducombustible dans les<B>cy-</B> lindres étant effectuée<B>à</B> Faide, d'une masse importante -d'un fluide gazeux (sous forme d'un mélange carburé riche), il en résulte la suppression des orifices capillaires et leur remplacement par -des conduits de section plus grande, permettant -des débits convenables.
La distribution continue -du combustible, dans le courant gazeux en circulation -dans les canalisations, dispense -des calages rigoureux et de la précision que doivent nécessairement avoir les Pompes d'injection dans les moteurs Diesel ougenre Diesel (moteurs<B>à</B> haute pres sion);
en effet, dans ces moteurs, la régula rité du point d'inflammation -d'un cylindre<B>à</B> l'autre est liée<B>à</B> la précision d'injeetionde la charge de combustible dans les cylindres par les pompes et ià la durée d'amortissement des ,coups des pompes (durée qui est variable avec la vit-esse) -dans les canalisations conduisant le combustible aux injecteurs, canalisations qui sont soumises -dans toute leur Io-nuueur aux fortes pressions de refoulement des po-m- pes d'injection.
Il est nécessaire, si l'on veut obtenir le meilleur rendement, d'isoler thermiquement les parois des canalisations par une circulation d'air ou de caz chauds dans une enveloppe entourant ces canalisations, comme représenté en<B>p</B> sur les fig. <B>10, Il</B> et 12. Il ne faut ni réchauffer, ni refroidir les masses gazeuses en circulation dans ces canalisations, si l'on veut maintenir les conditions d'équilibre pré vues dans la construction -du moteur( volume des chambres de compression dans les cylin dres), en partant d'un moteur donné.
La, surpression fournie au mélange car buré riche, au refoulementdu compresseur<B>1,</B> est très faible et doit être juste suffisante pour maintenir une -vitesse convenable -de<B>ce</B> mélang,-- carburé riche dans les tubes m, re liant la chambre -de refoulement P du com presseur<B>1</B> aux -dispositifs -d'alimentation des différents cylindres, pour éviter toute accu mulation -de combustible liquide.
Pour permettre la mise en marche du moteur,<B>à</B> froid, en utilisant -des combustibles lourds, tels que pétrole lampant, alcools, gas- oils, huiles végétales, etc., dont les vapeurs sont ininflammables<B>à</B> la température ordi naire, une résistance électrique r est enroulée (fig. 12) sur un manchon r' en matière élec triquement isolante, mais bonne conductrice -de la chaleur, qui est appliqué sur la paroi, bonne conductrice de la chaleur, -de la tubu lure -de dérivation li', reliant le collecteur h <B>à</B> la chambre -d'aspiration<B>l'</B> -du compresseur <B>1;
</B> cette résistance r est protégée par une,enve- loppe extérieure r, en matière réfractaire. Avant<B>la,</B> mise en marche, du moteur, la résistance r est chauffée, pendant une mi nute environ, par le courant<B>à</B> basse tension fourni par une batterie d'accumulateurs, ser vant au démarrage -du moteur.
Dès la mise eu route, par la -circulation active assurée par le compresseur<B>1,</B> de toute la masse du mé- lanue carburé riche, destine<B>-à</B> alimenter les cylindres, et par le jeu de décharge :du col lecteur<B>le</B> -dans les cylindres et de charge de ce collecteur par ces cylindres, onobtient une circulation intense de la, masse gazeuse dans la partie chauffée de la dérivation h', et on obtient par suite l'injection d'une masse ga- muse chaude -dans les cylindres;
après qael- ques tours de l'arbre-manivelle, la tempéra ture atteinte par le mélange carburé, com primé dans les cylindres, peut être suffisante pour permettre l'allumaeo de la charge par une étincelle électrique (allumage normal). Pour faciliter cette inflammation, on fait passer un train d'étincelles,<B>à</B> la bougie, au départ, si l'on dispose #d'une, magnéto -de<B>dé-</B> part, telle qu'on en emploie dans les moteurs 4'aviatic#n, ou on intercale un vibreur<B>à</B> grande fréquence -dans le circuit primaire de la, bobine-transformateur d'un allumage par batterie.
DM que le moteur a atteint une marche régulière-, la mise hors circuit du vi breur, ainsi que la résistance r, est opérée <B>à</B> l'aide -d'un même commutateur.
On pourrait également, eu lieu et place du compresseur rotatif<B>à</B> palet-tes <B>1,</B> -employer tout dispositif compresseur, tel quune tur bine centrifuge<B>à</B> grande vitesse, une pompe <B>à</B> piston, une pompe<B>à</B> membrane ou toute autre, sans rien changer au mode -de forma tion et -de circulation du mélange #carburé ri che destiné<B>à</B> l'injection dans les cylindres.
La distributeur -de combustible n peut être un appareil -d'un type approprié quelconque,<B>à</B> piston,<B>à</B> membrane,<B>à</B> palettes,<B>à</B> engrenages, #D Zn etc.; il faut toutefois que son débit soit ré glable en marche.
On peut -également alimenter le moteur<B>dé-</B> crit avec un combustible gazeux sans rien -changer au -dispositif -d'alimentation des -cy lindres; il suffit de remplacer le -distributeur de combustible liquide n par une pompe<B>à</B> ga <B>-</B> z, d'un type quelconque, également <B>à</B> débit variable et réglable en marclie, comme pour la marche<B>à</B> alimentation par un combustible liquide.
Dans les deux cas, le réglage de la vitesse et d-e la puissance du moteur décrit s'effectue par variation -de la masse d'air admise aux cy lindres en relation. avec le réglage de la, quan tité de combustible correspondante néces saire.
Au lieu de diffuser, comme décrit -en<B>:dé-</B> tail ci-dessus, le mélange carburé, riche dans l'air pur, contenu dans chaque cylindre, au début de la phase de compression dans ce<B>cy-</B> lindre, et de produire alors par une étincelle électrique Fallumage du mélange carburé nor mal qui en résulte., on peut retarder l'intro duction de ce mélange carburé riche dans chaque cylindre, de façon<B>à</B> obtenir la forma tion du mélancre carburé normal au moment même où aji désire provoquer l'inflammation spontanée de celui-ci par une compression lé- n crèrement accrue;
dans ce dernier cas, il faut un eompresseur auxiliaire pour alimenter en air pur la capacité commune<B>à</B> une pression suffisante, et la communication entre cette ca pacité commune et le cylindre #doit alors être interrompue un peu avant le point d'inflam mation, de façon<B>à</B> éviter l'inflammation #du mélange riche dans cette capacité commune.
Process for supplying an internal combustion <B> </B> engine, and engine for implementing this process. The present invention comprises a process for <B> assigned </B> for supplying an <B> internal combustion </B> engine, provided with a capacity common to the supply devices of the various cylinders and in which the fuel mixture is formed in the cylinders, during the compression phase, these cylinders having been previously filled with pure air. The invention also includes a motor for implementing the method.
The process according to the invention is charac- terized, ', in that a rich fuel mixture is prepared by continuously circulating <B> with </B> the aid of a compressor device (com presser, pump or the like), in a circuit of which this common capacity is a part, a gaseous mass in which a fuel is continuously injected, and in that this rich fuel mixture is sent into each of the cylinders, during the phase compression in this cylinder, so <B> to </B> diffuse it in the pure air, previously admitted into this cybrder. In a special embodiment of this process, the gaseous mass, which is circulated continuously in the circuit of which the common capacitor is part,
is constituted by a part of the normal carburized charge contained in each cylinder, forced back into the common capacity by each of the cylinders towards the end of the compression phase, as happens -in the engines <B> to </B> internal combustion of the type described in French patent no <B> 669101, </B> filed on <B> 31 </B> May <B> 1928 </B> by the same inventor. This normal fuel mixture can then be enriched, thus kept in continuous circulation, by a continuous injection of fuel, after which the rich fuel mixture thus formed can be sent into the air contained in each of the cylinders, during the phase -of com pressure.
The engine that the invention comprises is characterized in -that a manifold, common to the different cylinders, comprises a bypass going to the suction side of the compressor device, -in which the fuel is sprayed, tan-dis that the discharge side of the -dis-positive compressor is connected to the -feed devices -of the cylinders.
The homogeneity of the rich fuel mixture, obtained by the process according to the invention, can be greatly improved, because it takes a much longer time to prepare it, -in the circuit of which the common capacity is part, than when there is a specific sprayer device <B> at </B> each <B> cylinder </B>, as is the case -in the engine following French patent nc # 66 , 9l01- The attached drawings represent, <B> to </B> title <B> d 2 </B> -example, an embodiment -of the engine for the implementation of the process that com takes the invention.
Fig. <B> 1 </B> is a view in axial vertical section, parts in external view, of the supply device of a cylinder of this engine;
The fio ,. 2 is a horizontal cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. <B> 1; </B> Figs. <B> 3 </B> and 4 are views in. plan showing -two-arrangements of nozzles -in the piston-valve -of the feed device, and <I> The </I> fi-. <B> 5 </B> and <B> 6 </ B > are corresponding elevation views;
Fig. <B> 7 </B> is a horizontal cross-sectional view of the piston-valve, in the case of a variant, and Figs. <B> 8 </B> and <B> 9 </B> are corresponding longitudinal vertical section views; Figs. <B> 10, Il </B> and 12 show the circuit serving <B> at </B> la. preparation of the rich fuel mixture; Fig, <B> 10 </B> is a plan view;
Fig. <B> It </B> is a view in elevation, and FIG. 12 a view in transverse vertical section taken along the line <B> 12-12 </B> in FIGS. <B> 10 </B> and <B> 11, </B> corn <B> to </B> enlarged scale.
The device for supplying each cylinder a -of the engine comprises a body <B> b, </B> made of metal which is a good conductor of heat, thermally isolated from the cylinder a by a seal (not shown), a poor conductor of heat, in order to maintain the body of the power supply device <B> at </B> a temperature greater than <B> than </B> that of the walls of the -cylinder.
A pision-valve c, presenting -parts of -dia meters -different, is mounted -def- # or <B> to </B> to see to move -in this body <B> b; </B> the lower part of the piston constitutes the Gylin- -drique valve c ", fitted in a corresponding cylindrical housing <B> V </B> provided in the body b;
in this cylindrical part c '(fig. <B> 1) </B> are drilled calibrated nozzles <B> d, </B> converging-diverging, distributed uniformly around the vertical axis of the piston- valve. The axes of these nozzles;
<B> d </B> can be parallel <B> to </B> this axis of the piston-valve (fig. <B> 1, 3 </B> and <B> 5) </ B> or be inclined relative to <B> to, </B> the latter (fig. 4 and <B> 6). </B> Instead of being spared in the thickness of the piston-valve c , as shown in Figures <B> 1, 3, </B> 4. <B> 5 </B> and <B> 6, </B> these nozzles <B> d </B> can , -in the case where one -desired to increase their passage section, without increasing the diameter of the piston-valve, be moved <B> to </B> the periphery of this -last, as shown on the fi-. <B> 7, 8 </B> and <B> 9;
</B> -in; in this case, a rectified cap <B> d '</B> is mounted externally <B> to </B> the lower part c' of the I) iston-valve c and is blocked, so as to form a body with - this and he will follow it - in all its. displacements <B> -, </B> the nozzles <B> d </B> can still be parallel <B> to, </B> the axis of the piston-valve (fig. <B> 8) </ B> or inclined with respect to <B> to </B> this axis (fig. <B> 9). </B>
The middle part c 'of the piston-valve <B> e </B> compares <B> -à </B> its surface of fins: helical <B> es, </B> leaving between them helical grooves c ', intended <B> to, </B> impart a gyrating motion to the gas stream above the nozzles <B> d, </B> at the time of injection into the engine cylinder at;
these blades <B> es </B> are also used to guide -the piston-valve, -in the cylindrical housing <B> b '</B> -of the body <B> b, </B> during its movements .
The upper part c5 of the piston-valve, of larger diameter, is provided with sealing rings c '.
The piston-valve c is integral with the. under e, establishing the, communication between the chamber <B> g, </B> formed <B> inside </B> the inside of the body <B> b, </B> and the cylinder a. The assembly of the piston-valve <B> e </B> and the valve e is controlled by a cam f, acting on a cross member <B> f ', </B> integral with the piston-valve c , and resting on return springs <B> f, </B> wound around guide rods <B> f </B> fixed in the body <B> b </B> of the feed device .
The cam <B> f </B> has a suitable profile to first allow a slow opening of the valve e, so that the fuel mixture passes from the feeder into the cylinder a, only through the additions <B> d; </B> this allows # to obtain a very high speed. of flow <B> at </B> the outlet of the nozzles, which is necessary to make the fuel mixture and to project it with, a sufficient live force in the cylinder which is, <B> at </B> this moment (start of the compression phase), filled with pure air.
<I> Towards </I> the end of the compression phase, under the action, d, - the cam <B> f, </B> the lower cylindrical part <B> c '</B> of the piston-valve c leaves its housing <B> P </B> in the body <B> b, </B> and the annular passage section thus unmasked is added <B> to </B> the section nozzles <B> d, </B> thereby providing a larger communication section between cylinder a and the interior of the feed device.
The chamber <B> g, </B> formed <B> inside </B> the body <B> b, </B> under the upper part c 'of the piston-valve <B> r, </B> is in communication, by a conduit <B> b '</B> drilled in the thickness of the body <B> b, </B> with a collector h, common # to all <B> < I> cy- </I> </B> linders of the engine.
In the thickness of the body <B> b </B> are also drilled <B> '</B> -ducts i', i ', starting from a fitting i and ending at ù, an annular groove < B> j; </B> this: opens into the inner chamber of the body <B> b, </B> under a diaphragm <B> k, </B> guided and blocked by a nut <B > F </B> on a seat <B> b '</B> provided in the body <B> b;
</B> this diaphragm <B> k </B> comprises, in its lower fa, - e, in relation to the annular groove j, an air- Dcular groove k ', from which small radial conduits k ', leading to the helical cells c' formed in the median part c 'of the piston-valve c.
A lug L- ', fixed -in the body <B> b </B> and penetrating into a groove of the -diaphragm <B> k, </B> orients it so Z15 that the ducts <B > V </B> are always in front of the helical cells c '.
As shown in Figs. <B> 10, II </B> and 12, the supply devices of the various cylinders are interconnected by the common collector h, which is intended <B> to </B> to be placed in communication with each of the eylinders a-, according to the ignition order, by the intermediary of the corresponding supply device.
From the lowest point of this collector li leaves a branch h ', <B>, </B> which connects it to. the suction chamber <B> l '</B> of a small rotary compressor <B> 1, </B> controlled <B> at, </B> high speed by the motor itself - even, by the tree <B> 1 '. </B>
The lower part of the <B> l '</B> discharge chamber of the -compressor <B> 1 </B> is connected to the -different cylinders supplying positive disks by in tubes, ending at junction i in body <B> b </B> of. feeding devices; these tubes m are covered with a heat-insulating jacket m ', in order to avoid a drop in temperature of the gas mixture during its passage <B> through </B> through #s tubes ..
A fuel distributor under pressure n, whose flow is variable and is regulated by a lever n ', is coupled <B> to. </B> the shaft <B> l' </B> of the compressor < B> 1 </B> and is controlled, as well as the #compressor <B> 1 </B> itself, <B> at </B> a speed having an invariable relation with the speed of the shaft- crank -of the engine, in normal operation, but much greater <B> than </B> that of this crankshaft.
The delivery chamber of the fuel distributor n is connected, by a tube n ', <B> to </B> a mechanical spraying device o, placed in the suction chamber l' of the compressor <B> 1 . </B>
This mechanical spraying device can be replaced, as shown in phantom in o 'on the. fig. l9z, by a positive <B> -de </B> Venturi, single or multiple, <B> au </B> kind used for the. spraying gasoline into the carburetors and placed <B> at </B> the input of bypass W, going from the manifold li to the compressor <B> 1. </B>
The operation of this engine is as follows: Towards the end of the compression phase - in each, cylinder a, the cam <B> f, </B> by acting on <B> la, </B> crosses <B > f '</B> of the piston-valve c, establish the. communication by a relatively large passage-section between this cylinder and its -feed device, by moving the valve ej away from its seat and by making -descent the lower cylindrical part c 'of the piston- va-Ive c, from a sufficient distance for it to be free from its housing <B> b '</B> in the body <B> b. </B> A fraction of the normal fuel mixture,
formed in the cylinder in question, penetrates, passing through <B> la, </B> chamber <B> g </B> of the -feed-device, and through the pipe <B> b '</B> in the body of the latter, in the common collector h. The different fractions of mixture because normal buré thus load the collector h.
The rotary compressor <B> 1 </B> sets in motion this mass - of normal fuel mixture, acc # amuIted in the manifold h, sucking it through the bypass h ', - in the chamber <B> 1', </B> by pushing it back into the chamber <B> 1 ', </B> and into it. return to the collector commmi h passing through the -device supplying each <B> cy- </B> linders, by the following route:
tube m, rac cord i, conduits. i ', i' and annular groove j -in the -body <B> b, </B> annular groove k 'and ducts k' -of the diaphragm <B> k, </B> grooves, helical- da, the c 'of the piston-valve, chamber <B> g </B> and conduit <B> b' </B> in the body <B> b. </B>
The normal fuel mixture, thus held in a continuous manner in rapid movement, is enriched, <B> at. </B> its passage -in the suction chamber <B> the < / B> -from the rotary compressor <B> 1, </B> by supplying fuel due to the mechanical spraying device c (or by the Venturi device placed <B> at </B> the inlet ,, de <B> la, -d- </B> rivation h ', going from the manifold h to the compressor <B> 1). </B> This fuel supply, the flow of which is controlled by the -distributor n, is always carried out before the entry of the mass of gauze-Lise into the compressor <B> 1 </B> and into its -duction zone.
The rapid circulation, as well as the enriehis- sement of the normal fuel mixture stored in the callector h, takes place, so to speak, in a closed circuit; the compressor <B> 1, </B> as a result of the mixing which it produces, makes it possible to obtain a homogeneous mixture very rich in fuel.
As soon as a cylinder a is hermetically sealed (# that is to say, as soon as the inlet-ports or the inlet-valve are closed) at the start of the compression phase, in the cylinder, the. cam <B> f </B> acts on the piston-valve c and the valve e, which are integral with each other;
the valve e opens slowly at first (as a result -of the profile -given <B> to </B> the cam f), while the piston-valve descends, d slowly, its lower cylindrical part c 'still remaining engaged, in its housing <B> b' </B> in the body <B> b; </B> it follows that the -device of supply communicates with the cylinder only through the section, relatively small, <B> d. </B> nozzles
The rich fuel mixture, which circulates <B> through </B> through the feed device by the path -described above, passes through the linked grooves c ', which communicate to it a soft vement, of gyration ensuring a regular and uniform supply, from the <B><I>d,</I> </B> -detensioning nozzles passing through the mixing chamber J between the parts c 'and c2 of the piston -valve c.
It is - therefore a rich fuel mixture which will be projected with very high speed by the nozzles <B> d </B> and which will be diffused by round bubbling or turbulence - in pure air, compressed in the cylinder a . The high flow rate is due to the high pressure ratio between the manifold h and the <B> cylinder </B> liner a, as well as to the profile of the nozzles <B> d. </B>
During the first phase of the injection period in cylinder a, the unloading of the manifold h is effected only by the nozzles #depreciation <B> d, </B> in such a way that if there still existed -du liquid fuel <B> in </B> droplet state, due to immobility of piston-valve c and valve e during the previous period, these droplets would be split by tearing and -dispering exited by the speed of the gas -expended <B> at, </B> the outlet -of the divergent part -of the nozzles <B> d. </B> During this time, the piston continuing its upward compression stroke in the cylinder has,
the pressure difference between the cylinder and the manifold fi decreases; when its value can no longer have any useful effect for spraying, the cam <B> f, </B> while continuing <B> to </B> turn, causes the cylindrical lower part c of the piston to come out. valve of its housing <B> b '</B> in the body <B> b; </B> a large annular passage section is thus suddenly added <B> to, </B> that of the nozzles <B> d, </B> and the pressure is balanced between manifold h and cylinder a.
The heat input <B> -due to </B> the compression in the cylinder makes it possible to gasify the diffused fuel. <B> At </B> this moment, the air from the cy-. The cylinder is completely carbureted <B> at </B> a normal value, by the -dispersion and mixing of the rich gas injected into it. mass of air contained in the cylinder.
With the piston continuing its com pressure stroke in the cylinder, the direction of the current between the manifold <B> h </B> and the cylinder a is reversed; it is the cylinder which is discharged into the collector h - passing through the device for feeding the cylinder in question. A mass of normally carburized gas, in a volume equivalent to the volume of the rich fuel mixture which was previously injected into cylinder a, is returned to the manifold <B> h, </B> where it mixes <B> with </B> the gaseous mass which is <B> already </B> there and which <B> y </B> was returned in the same way by the other cylinders <B> to </B> the end of their compression phase.
This 01azous mass is enriched with fuel <B> at </B> its passage in front of the mechanical spraying device o (or in the Venturi device, as the case may be), and the rich fuel mixture is kept in continuous circulation by the compressor <B> 1, </B> passing through the tubes m, and the cylinders supply devices and the manifold h.
The charging period -of the normal carburetted mixture manifold by each of the <B> cy- </B> cylinders lasted up to the point of ignition in the cylinder in question; it is interrupted <B> at </B> this moment by the rapid closing -of the valve e, which is recalled to its seat by the springs <B> f2, </B> in order to -avoid combustion <B> of </B> the charge stored in the collector h.
The ignition -in the cylinder is produced by the electric spark, combustion takes place, the pressure rises -in the cylinder until the end of the stroke. Then the driving <B> de- </B> tent <B>. </B> of the combustion gases takes place, followed by the exhaust of the burnt gases;
the cylinder then admits a new displacement of pure air and, when the engine piston is <B> at </B> new at the start of effective compression, with all its orifices closed, the valve e, controlled by the, cam f, opens ,, again to allow injection -of fuel mixture in the pure air contained in the <B> cylinder </B> liner. The different phases of the cycle occur <B> in </B> the manner described above. <B> It </B> is the same for -all the cylinders -of the same engine, <B> at </B> turns <B> -of </B> role in the firing order .
The homogeneity -of the charge, finally obtained in each -of the cylinders, resulting from the -diffusion -of the rich fuel mixture in the pure air contained in the cylinder, is much greater <B> than </B> the homogeneity -of the mixture because buré which is obtained when a very small volume of liquid fuel is injected into a large mass of air. The ignition of this homogeneous mixture is made easier and its complete combustion is more rapid, which is a fundamental quality for the correct functioning of <B> </B> engines at very high speed, - of which the realization -is thus facilitated.
The fuel distributor operates <B> at </B> low pressure, since its role is to make the fuel charge penetrate, almost <B> with </B> continuous jet, in an environment where there is a pressure of only a few atmospheres, and that without great force.
The distribution of the fuel in the <B> cy- </B> linders being carried out <B> at </B> Low, with a large mass - of a gaseous fluid (in the form of a rich fuel mixture), it The result is the elimination of the capillary orifices and their replacement by -ducts of larger cross-section, allowing suitable flow rates.
The continuous distribution of the fuel, in the circulating gas stream in the pipes, dispenses with the rigorous timing and precision that injection pumps must necessarily have in Diesel or Diesel engines (<B> to </ B> high pressure);
in fact, in these engines, the regulation of the ignition point -from one cylinder <B> to </B> the other is linked <B> to </B> the injection precision of the fuel load in the cylinders by the pumps and i the amortization period of the strokes of the pumps (duration which is variable with the speed) - in the pipes leading the fuel to the injectors, pipes which are subject - in all their Io-nuueur to the high delivery pressures of the injection pumps.
If the best performance is to be obtained, it is necessary to thermally insulate the walls of the pipes by circulating air or hot gas in a casing surrounding these pipes, as shown in <B> p </B> in fig. <B> 10, Il </B> and 12. The gaseous masses circulating in these pipes must neither be heated nor cooled, if the conditions of equilibrium envisaged in the construction of the engine are to be maintained ( volume of the compression chambers in the cylinders), starting from a given engine.
The overpressure supplied to the rich fuel mixture at the discharge of the compressor <B> 1, </B> is very low and must be just sufficient to maintain a suitable speed -of <B> this </B> mixture, - rich fuel in the tubes m, connecting the -delivery chamber P of the compressor <B> 1 </B> to the -feed-devices of the various cylinders, to avoid any accumulation -of liquid fuel.
To allow the engine to be started, <B> at </B> cold, using heavy fuels, such as kerosene, alcohols, gas oils, vegetable oils, etc., the vapors of which are non-flammable <B > at </B> the ordinary temperature, an electric resistance r is wound (fig. 12) on a sleeve r 'of electrically insulating material, but good conductor of heat, which is applied to the wall, good conductor of heat, -of the bypass-pipe li ', connecting the manifold h <B> to </B> the -suction chamber <B> l' </B> -of the compressor <B> 1;
</B> this resistance r is protected by an outer casing r, made of refractory material. Before <B> the </B> starting of the motor, the resistor r is heated, for approximately one minute, by the low voltage <B> at </B> current supplied by a battery of accumulators, used for starting the engine.
From the start-up, by the active -circulation provided by the compressor <B> 1, </B> of all the mass of the rich carburetted melanue, intended <B> -to </B> to supply the cylinders, and by the discharge clearance: from the drive neck <B> the </B> -in the cylinders and charging this manifold by these cylinders, an intense circulation of the gaseous mass in the heated part of the bypass h 'is obtained, and consequently the injection of a hot gasoline mass is obtained into the cylinders;
after a few turns of the crankshaft, the temperature reached by the fuel mixture, compressed in the cylinders, may be sufficient to allow the charge to be ignited by an electric spark (normal ignition). To facilitate this ignition, we pass a train of sparks, <B> to </B> the candle, at the start, if we have # one, magneto -de <B> de- </B> part, as used in 4'aviatic # n engines, where a <B> high frequency </B> vibrator is inserted into the primary circuit of the coil-transformer of a battery ignition.
DM that the motor has reached a steady state-, the deactivation of the vibrator, as well as the resistance r, is operated <B> with </B> using the same switch.
One could also, in place of the rotary compressor <B> à </B> palet-tes <B> 1, </B> -use any compressor device, such as a centrifugal turbine <B> à </B> high speed, a <B> piston </B> pump, a <B> diaphragm </B> pump or any other, without changing anything in the mode of formation and circulation of the <B> to </B> injection into the cylinders.
The fuel-distributor n can be an appliance -of any suitable type, <B> with </B> piston, <B> with </B> membrane, <B> with </B> vanes, <B > to </B> gears, #D Zn etc .; however, its flow must be adjustable during operation.
It is also possible to feed the <B> dec- </B> written engine with a gaseous fuel without -changing anything to the -cy linders-supply-device; it suffices to replace the liquid fuel distributor n by a <B> à </B> ga <B> - </B> z pump, of any type, also <B> at </B> variable flow and adjustable in pan, as for the <B> to </B> operation with liquid fuel.
In both cases, the speed and power of the engine described is adjusted by varying the mass of air admitted to the related cylinders. with the adjustment of the corresponding quantity of fuel required.
Instead of diffusing, as described -in <B>: detail- </B> tail above, the fuel mixture, rich in pure air, contained in each cylinder, at the start of the compression phase in this < B> cylinder, and then produce by an electric spark the ignition of the normal fuel mixture which results therefrom., The introduction of this rich fuel mixture into each cylinder can be delayed, so <B> to obtain the formation of the normal carburized melanchor at the very moment when aji wishes to induce spontaneous ignition of the latter by a slightly increased compression;
in the latter case, an auxiliary compressor is needed to supply the common capacity <B> at </B> with sufficient pressure with pure air, and the communication between this common capacity and the cylinder # must then be interrupted a little before the point of ignition, so <B> to </B> avoid ignition #of the rich mixture in this joint capacity.