CH333656A - Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à piston et moteur pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à piston et moteur pour la mise en oeuvre de ce procédé

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CH333656A
CH333656A CH333656DA CH333656A CH 333656 A CH333656 A CH 333656A CH 333656D A CH333656D A CH 333656DA CH 333656 A CH333656 A CH 333656A
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Max Schlamann Johann Theodorus
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Bataafsche Petroleum
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description


  <B>Procédé de fonctionnement d'un</B>     moteur   <B>à</B>     combustion        interne   <B>à</B>     piston     <B>et moteur pour la</B>     mise   <B>en</B>     aeuvre   <B>de ce procédé</B>    Pour faire fonctionner les moteurs à com  bustion interne à piston, on introduit habi  tuellement dans le cylindre un mélange d'air  et de combustible dont on tend à maintenir  les     proportions    à la valeur     stoïchiométrique    ou  presque.

   Dans les moteurs à quatre temps, on  règle d'habitude la puissance fournie quantita  tivement en réglant la quantité d'air introduit  dans le cylindre, ce qui a l'inconvénient de  faire varier défavorablement les     proportions     du mélange et ainsi de réduire le rendement  thermique du cycle à une valeur inférieure à  celle qu'on peut escompter en réglant la qua  lité du mélange, c'est-à-dire la teneur en com  bustible du mélange introduit dans le cylindre  lorsque le moteur fonctionne sous charge par  tielle.

   On a déjà essayé, par des moyens       connus,    d'effectuer un réglage qualitatif     partiel     en même temps que le réglage quantitatif en  faisant varier la composition du mélange,     c'est-          à-dire    en rendant le mélange plus pauvre sous  charge     partielle    que sous charge totale. Mais       l'apprauvrissement    du mélange est limité par  le fait que, s'il dépasse     certaines    limites, au  moment où le mélange devrait fournir de la  puissance, il ne s'allume pas     régulièrement     ou même ne s'allume pas du tout.

   Lorsqu'il    s'agit de moteurs à deux temps, on règle la  puissance qualitativement en faisant arriver  dans le cylindre une plus petite quantité du  mélange en proportions     stoïchiométriques    ou  presque et en le mélangeant avec une plus  grande quantité correspondante de gaz brûlés  restant dans le cylindre.

   Lorsque la charge est  faible, le mélange contenu dans le     cylindre     devient trop pauvre pour s'allumer après une  course de compression et, par suite, le mélange  ne s'allume pas pendant un ou plusieurs tours  du moteur, jusqu'à ce que le mélange contenu  dans le cylindre qui a été enrichi à plusieurs  reprises par le mélange frais qui y     arrive    et  auquel on a souvent donné à cet     effet    une com  position plus riche que celle correspondant aux  proportions     stoïchiométriques,    soit devenu assez  riche pour s'allumer.

   Lorsque la charge est  faible, ce défaut d'allumage pendant des tours  du moteur annule en totalité ou en     partie     l'avantage que le réglage qualitatif procure au  point de vue de la consommation de combus  tible.  



  L'invention a pour objet un procédé de  fonctionnement d'un moteur à combustion in  terne à piston     comportant    une antichambre,  lequel, afin de permettre de remédier à ces      inconvénients est     caractérisé    en ce que l'on  introduit un mélange pauvre de combustible  et d'air dans le cylindre et en ce que l'on forme  un mélange plus riche dans l'antichambre en  y injectant du combustible, l'allumage s'effec  tuant dans l'antichambre au moyen d'un dis  positif d'allumage.    L'invention a aussi pour objet un moteur  à combustion interne à piston, comportant une  antichambre, pour la mise en     oeuvre    du pro  cédé spécifié ci-dessus.

   Ce moteur est caracté  risé en ce qu'il comprend un dispositif pour  l'injection de combustible dans l'antichambre  et un dispositif pour provoquer l'allumage dans  l'antichambre.  



  Le dessin annexé représente, schématique  ment, à titre d'exemple, deux formes d'exécu  tion du moteur objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est un schéma de la première  forme d'exécution, et  la     fig.    2 est un schéma de la seconde forme  d'exécution.  



  Chacun des moteurs représentés comporte  un     cylindre    1, un piston 2 et une     antichambre    3.  Les dimensions de l'antichambre sont de pré  férence choisies de façon que son volume soit       compris        entre        15        et        35        %        du        volume        total        de     la chambre de compression. L'expression    chambre de compression   désigne la partie  du cylindre du moteur qui se trouve au-dessus  du piston lorsque celui-ci se trouve à son point  mort haut, plus l'antichambre.  



  Dans le moteur à deux temps représenté  à la     fig.    1, du mélange pauvre est admis par  un tuyau d'air 4 qui comporte un carburateur  muni d'une soupape de réglage 7 disposée sur  un conduit d'amenée de combustible.    Un mélange plus riche est formé dans l'an  tichambre 3, vers la fin de la course du piston  vers 1e bas, c'est-à-dire lorsque la pression dans  le cylindre est faible. Ce mélange est formé  en injectant du combustible au moyen d'une  simple pompe à combustible à basse pression  14 comportant une soupape de réglage 11.

      Une bougie d'allumage 8 destinée à allu  mer le mélange plus riche vers la fin de la  course de compression est également montée  dans l'antichambre 3.     Etant    donné que le mé  lange dans l'antichambre est     suffisamment     riche, il s'y allume facilement. La combustion  se propage facilement au mélange pauvre, qui  se trouve dans le reste de la chambre de com  pression. Le mélange de gaz brûlant dans l'an  tichambre se dilate en raison de son éléva  tion de température et pénètre dans le cylindre  du moteur dont le volume augmente au com  mencement de la course du piston vers le bas.  Grâce à l'intensité de la circulation et à la  turbulence simultanée, la combustion se pro  page d'une manière satisfaisante dans le mé  lange pauvre.  



  La composition du mélange pauvre qui  arrive par la soupape d'admission 5 doit de  préférence être choisie de façon que sa teneur  en combustible soit inférieure à 80% de celle  qui correspond à la composition     stoïchiomé-          trique    et la quantité de combustible destiné à  la formation du mélange plus riche est de pré  férence choisie de façon à assurer que le mé  lange contenu dans l'antichambre soit de pro  portions au moins approximativement     stoï-          chiométriques    ce qui, dans ces conditions,

    correspond à une quantité de combustible     com-          prise        entre        15        et        35        %        de        la        consommation     totale de combustible en pleine charge. Si la  quantité de combustible introduite dans l'anti  chambre est trop forte, il peut en résulter une  consommation superflue de combustible. Si  elle est trop faible, l'allumage est défectueux.

    Avec la limite précitée de 15 0/0, lorsque le       volume        de        l'antichambre        ne        dépasse        pas        15        %     du volume total de la chambre de compression,  on peut     obtenir    encore un allumage satisfaisant  et la combustion se propage bien dans le mé  lange pauvre.  



  Si la quantité de combustible destinée à  former le mélange plus riche est trop forte, cela  peut provoquer une détonation. La teneur en  combustible de l'ensemble du mélange plus  riche et du mélange plus pauvre peut alors  être telle que le mélange pauvre, en se mé-      langeant légèrement avec le mélange plus riche  par diffusion ou de toute autre manière,  acquiert une composition susceptible de pro  voquer brusquement la combustion de la partie  non brûlée comprimée, en donnant ainsi lieu  à une détonation. Il y a lieu de remarquer que  l'injection de combustible dans l'antichambre  doit de préférence s'effectuer au commence  ment dé la course de compression, lorsque  la pression dans le cylindre est encore faible  et pendant que le mélange plus riche ne peut  passer de l'antichambre dans le cylindre.

   Si le  mélange pauvre est trop riche, il est bien évi  dent qu'une détonation risque également de se  produire.    Le procédé décrit est également applicable  aux moteurs à quatre temps. Dans un tel mo  teur, le mélange pauvre est aspiré par le mo  teur et les produits de la combustion sortent de  la chambre de compression, par exemple par  une soupape d'échappement disposée dans la  culasse du cylindre. Dans un moteur à deux  temps comme celui représenté à la     fig.    1, l'air  nécessaire au mélange pauvre doit être com  primé par le compresseur de balayage habituel.  Les produits de la combustion sortent alors du  cylindre par des lumières 13 pratiquées dans  sa paroi.

      La     fig.    2 représente schématiquement un  moteur à deux temps du type dans lequel l'air  de balayage est comprimé dans le     carter    du  vilebrequin. Des     dispositifs    d'alimentation com  portant des dispositifs de     commande    respectifs  pour le réglage de la formation des mélanges  pauvre et plus riche, sont respectivement dési  gnés par 19 et 20. Pendant la course de com  pression, le mélange pauvre est aspiré dans la  chambre 22 du carter du vilebrequin par un  tuyau 4, à travers une soupape de retenue 21,  et à la fin de la course motrice il parvient par  un tuyau 23 et des lumières d'admission 24  dans le cylindre 1 dans lequel il déplace les  produits de la combustion qui sortent du cy  lindre par une soupape d'échappement 25.

   Le  combustible destiné à former le mélange plus  riche est de préférence injecté immédiatement  après que les lumières d'admission 24 ont été    fermées par le piston 2, c'est-à-dire au com  mencement de la course de compression.  



  Le réglage des formes d'exécution décrites  est effectué au moyen de la soupape de ré  glage 7 ou du dispositif de commande 19 et       il    est évident que ce réglage n'exerce pas d'in  fluence sur le remplissage du     cylindre    et qu'il  est donc exclusivement qualitatif.

   Le rende  ment thermique du cycle sous faible charge  est élevé du fait que le fluide qui parcourt le  cycle consiste sensiblement en air qui, en  raison de ses propriétés thermiques et princi  palement de la valeur du rapport<B><U>9</U></B> ,     pos-          Cv          sède    un rendement     thermique    de cycle pé  riodique supérieur à celui d'un mélange de  combustible et d'air de proportions presque       stoïchiométriques.    De plus, on supprime les  pertes dues au pompage qui, lorsque le réglage  est quantitatif, résultent de la réduction de  section du tuyau d'alimentation.

      Le procédé décrit     permet    donc de remédier  aux     inconvénients    d'un réglage     qualitatif    qui,  entre autres, consistent en une faible intensité  de combustion des mélanges     pauvres    donnant  lieu à une combustion retardée, et en un allu  mage     incertain.       Le procédé décrit présente en outre l'avan  tage de permettre     d'effectuer    le balayage d'un  moteur à deux temps même lorsque la charge  est nulle,     c'est-à-dire    lorsque la soupape 7  est presque fermée et que le mélange est très  pauvre, de sorte qu'il n'y a pratiquement pas  de perte de combustible.

   Le     fonctionnement     dit   à quatre courses à vide   ne se produit  pas non plus sous charge nulle, car même dans  ces conditions le mélange de l'antichambre est  assez riche pour être allumé par la bougie  d'allumage 8.    La pompe à combustible 14 de la     première     forme d'exécution représentée à la     fig.    1 peut  être une pompe très simple, par exemple une  petite pompe à diaphragme, car cette pompe  assure seulement une alimentation à basse  pression.

        Dans cette forme d'exécution, la soupape  de réglage 11 sert à régler     l'arrivée    du com  bustible destiné à former le mélange plus  riche et n'est pas utilisée comme organe de  réglage pendant la marche normale, quoique  cette     possibilité    de réglage supplémentaire ne  soit pas exclue.  



       Il    n'est pas non plus exclu de procéder à  un réglage supplémentaire au moyen d'une  soupape de réduction, non représentée, qui  pourrait être disposée dans le tuyau d'arrivée  d'air 4, dans le but d'effectuer un freinage au  moyen du moteur ou de     stabiliser    sa marche  sous très faible charge.  



  Dans le procédé décrit, le risque de défaut  d'allumage est ainsi éliminé, même sous faible  charge, par la présence dans l'antichambre d'un  mélange riche s'allumant facilement. Le réglage  qualitatif peut alors être réalisé en agissant  sur la composition du mélange pauvre introduit  dans la partie principale de la chambre de  compression.  



  Un autre avantage du procédé décrit con  siste en une notable diminution du risque de  détonation, due au fait que le gaz qui     brûle     en dernier     lieu,    c'est-à-dire la partie non brûlée  qui, pendant que la combustion se propage à  partir du point d'allumage, est comprimée sous       l'effet    de l'augmentation de volume des gaz  qui     brûlent    déjà et qui continuent de brûler,  est pauvre.

   Cette partie des gaz peut par consé  quent     subir    une forte compression sans que sa  température et sa pression risquent     d'atteindre     une valeur assez élevée pour que ladite partie  des gaz brûle' simultanément ou presque dans  la totalité de son volume, ce qui provoquerait  le   choc de combustion<B> </B>     caractéristique    de  la détonation.  



  La diminution considérable du risque  d'auto-allumage permet d'utiliser des     rapports     de compression de valeur élevée, par exemple  de 1 : 10 ; de     sorte    que le rendement ther  mique des moteurs décrits peut être plus élevé  que celui d'un moteur à essence normal, leur  couple à pleine charge étant plus     fort    et leur       consommation    d'essence étant moindre, dans  toutes les conditions de charge.

      Le procédé décrit peut être appliqué éga  lement à d'autres types de moteur à com  bustion, par exemple à des moteurs à gaz  comportant un tuyau d'admission de gaz dé  bouchant dans un conduit d'admission pour  l'air de combustion et servant à former le mé  lange pauvre, ce tuyau comportant un organe  de réglage susceptible d'être actionné au moyen  d'un dispositif de commande.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS I. Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à piston comportant une antichambre, caractérisé en ce que l'on intro duit un mélange pauvre de combustible et d'air dans le cylindre, et en ce que l'on forme un mélange plus riche dans l'antichambre en y injectant du combustible, l'allumage s'effec tuant dans l'antichambre au moyen d'un dis positif d'allumage. II. Moteur à combustion interne à piston, comportant une antichambre pour la mise en #uvre du procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour l'injection de combustible dans l'anti chambre et un dispositif pour provoquer l'al lumage dans l'antichambre. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Procédé selon la revendication I, ca- rectérisé en ce qu'on injecte ledit combustible dans l'antichambre pendant que la pression dans le cylindre est une fraction de la pression de compression. 2. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que, à pleine charge, la teneur en combustible dudit mélange pauvre est infé rieure à 80% de celle qui correspond aux proportions stoïchiométriques. 3. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que la partie du combustible servant à former ledit mélange riche est com prise entre 15 et 35 % de la consommation totale de combustible à pleine charge. 4.
    Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on règle la composition du mélange pauvre, la quantité de combustible injectée dans l'antichambre restant constante. 5. Moteur selon la revendication Il, ca ractérisé en ce que le volume de ladite anti- chambre est compris entre 15 et 35 % du vo- lume total de la chambre de compression. 6.
    Moteur selon la revendication II, ca ractérisé en ce qu'il comprend un carburateur servant à former ledit mélange pauvre, ce car burateur comportant un organe de réglage disposé sur un tuyau d'arrivée pour le com bustible et susceptible d'être réglé au moyen d'un dispositif de commande. 7. Moteur selon la revendication II, ca- rectérisé en ce qu'il comprend un tuyau d'ar rivée de gaz débouchant dans un conduit d'arrivée pour l'air de combustion et servant à former ledit mélange pauvre, ce tuyau com portant un organe de réglage susceptible d'être réglé au moyen d'un dispositif de commande. 8.
    Moteur selon la revendication II, ca ractérisé en ce qu'il comprend une pompe à combustible à basse pression fournissant le combustible nécessaire à la formation du mé lange.
CH333656D 1951-04-20 1952-04-17 Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à piston et moteur pour la mise en oeuvre de ce procédé CH333656A (fr)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2167512A5 (fr) * 1972-01-11 1973-08-24 Honda Motor Co Ltd
FR2212856A5 (fr) * 1972-12-08 1974-07-26 Honda Motor Co Ltd

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