<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.