Moteur pourvu d'un dispositif pour l'admission de deux fluides distincts
dans la chambre de combustion
La présente invention a pour objet un moteur pourvu d'un dispositif pour l'admission de deux fluides distincts dans la chambre de combustion avec des directions respectives d'admission invariables, cette admission étant commandée par la même soupape.
Ce dispositif permet d'admettre dans la chambre de combustion de manière sensiblement simultanée deux fluides séparés ayant des caractéristiques différentes, en ce qui concerne par exemple la richesse en carburant, la nature de celui-ci (nombre d'octanes, degré de volatilité, etc.), ou encore la température du fluide.
Un moteur pourvu d'un dispositif d'admission de deux fluides distincts avec une seule soupape d'admission a déjà été décrit dans le brevet No 426371.
Ce moteur comporte une canalisation principale d'admission reliée à une première source de fluide et débouchant dans la chambre de combustion du moteur par un orifice d'admission auquel est associée une soupape d'admission, une canalisation secondaire reliée à une seconde source de fluide et dont la partie terminale, logée à l'intérieur de la canalisation principale, débouche au voisinage de la face interne de la tête de soupape.
Dans ce moteur, la canalisation secondaire est mise en communication avec la chambre de combustion en même temps que la canalisation principale, lors de la levée de la soupape.
Un tel dispositif d'admission présente l'inconvénient de laisser les deux sources de fluides en communication dans la position de fermeture de la soupape.
En effet, la canalisation auxiliaire débouche dans la canalisation principale en amont de la tête de soupape et il n'est pas possible de réaliser de manière simple une obturation suffisante de l'extrémité de la canalisation secondaire par la face interne de la tête de soupape.
Comme l'une au moins des deux canalisations comporte nécessairement des moyens de réglage du débit de fluide, tels qu'un papillon de réglage provoquant dans cette canalisation une perte de charge par réduction de la section de passage, il en résulte, dans la position de fermeture de la soupape, au moins pour certains régimes du moteur, où la pression dans l'une des canalisations en aval de son papillon de réglage est inférieure à celle régnant dans l'autre canalisation, des risques d'une aspiration dans la canalisation en dépression, jusqu'à l'emplacement de son papillon de réglage, du fluide alimentant l'autre canalisation.
Cette aspiration se traduit par une dilution pouvant être importante de l'un des fluides par l'autre, ce qui va à l'encontre du but poursuivi consistant à réaliser l'admission sensiblement simultanée de deux fluides séparés de caractéristiques différentes.
Le dispositif d'admission d'un moteur selon l'invention ne comporte pas cet inconvénient puisque dans sa position de fermeture seule une partie terminale de très faible volume de la canalisation auxiliaire reste en communication avec la canalisation principale.
Ce résultat est atteint selon l'invention avec un moteur pourvu d'un dispositif d'admission de deux fluides distincts dans la chambre de combustion avec des directions respectives d'admission invariables, comprenant deux canalisations dont chacune est alimentée en l'un des deux fluides, une première de ces canalisations débouchant dans la chambre de combustion du moteur par un orifice d'admission auquel est adaptée une soupape d'admission dont la tige coulisse dans l'alésage d'un guide de soupape, caractérisé en ce que la tige de cette soupape présente un conduit longitudinal s'ouvrant par un orifice latéral dans l'alésage du guide de soupape et se prolongeant sur la face interne de la tête de soupape par un passage faisant un coude avec ce conduit longitudinal,
en ce que la seconde desdites canalisations débouche dans l'alésage du guide de soupape à un emplacement tel que ladite seconde canalisation soit en communication avec ledit conduit longitudinal par son orifice latéral dans la position d'ouverture de la soupape, cette communication étant interrompue en position de fermeture de la soupape et en ce que la soupape comporte des moyens pour empêcher sa rotation autour de l'axe de la tige de soupape.
Le moteur selon l'invention sera décrit ci-après plus en détail en se référant aux dessins annexés représentant à titre d'exemple un mode de réalisation et deux va riantes
la fig. 1 représente en coupe suivant un plan passant par l'axe longitudinal de la soupape, un premier mode de réalisation du moteur dans lequel le conduit ménagé dans la tige de soupape est une canalisation interne axiale;
la fig. 2 représente une coupe longitudinale de la soupape munie de sa canalisation interne de mélange riche;
les fig. 3 et 4 représentent des formes de réalisation un peu différentes du passage ménagé sur la face interne de la tête de soupape.
Sur la fig. 1 on voit que la soupape 1 comprend un conduit intérieur 2 coaxial à l'axe de la tige de la soupape, qui coulisse dans l'alésage d'un guide de soupape 18, ce conduit se prolongeant dans la tête de la soupape par un passage 3 formant un coude avec le premier et, selon le mode de réalisation considéré, perpendiculaire à celui-ci. L'emplacement de ce passage 3 dans la tête de la soupape est choisi de manière que, lorsque cette dernière est levée, le passage 3 se trouve orienté vers les électrodes 4 de la bougie d'allumage 5.
Afin de maintenir cette orientation, il convient d'éviter toute rotation de la soupape autour de son axe au moyen d'un système de blocage de l'orientation de la soupape, réalisé, par exemple, par la coopération d'un méplat 6 dont est munie la tige de la soupape avec une pièce fixe telle qu'un ergot 7 dont l'extrémité plate appuie sur le méplat 6. On peut également empêcher toute rotation de la soupape par exemple au moyen d'une goupille traversant la tige de la soupape et guidée dans une gorge parallèle à l'axe de celle-ci ménagée dans le guide 18.
Tout autre dispositif connu pouvant empêcher la rotation de la soupape pourrait être utilisé.
On limite ainsi les déplacements de la soupape aux déplacements longitudinaux parallèles à son axe.
Le conduit 2 intérieur à la tige de soupape communique avec l'alésage intérieur du guide de ladite tige par l'intermédiaire d'un orifice 8 et le canal 9 d'alimentation en mélange riche débouche également dans ledit alésage du guide par un orifice 10.
Les orifices 8 et 10 sont réalisés de manière à ne pas communiquer entre eux lorsque la soupape est fermée et à entrer en communication pendant la levée de soupape.
En position de fermeture, la tête de soupape est appliquée sur le siège de soupape 12, ménagé dans la culasse 13 du moteur, par le ressort de soupape 14. La commande de l'ouverture de la soupape peut être faite par tout dispositif classique.
Ainsi l'ouverture de la soupape entraîne simultanément l'admission dans le cylindre du mélange riche suivant le parcours 9-10-8-2-3 et du mélange pauvre par la tubulure d'admission 11. Inversement, la fermeture complète de la soupape entraîne à la fois le blocage des admissions respectives de mélange riche et de mélange pauvre sans qu'il y ait de communication entre elles.
On évite ainsi toute possibilité d'aspiration dans la tubulure d'admission principale (d'air ou de mélange pauvre) d'une partie du mélange contenu dans la canalisation 9 de mélange riche.
convient de remarquer que le diamètre du conduit d'admission du mélange riche se trouve obligatoirement limité par construction à une valeur maximale inférieure au diamètre de la tige de soupape.
Pour un débit d'air donné et compte tenu du fait que l'on doit introduire une certaine quantité de carburant, il peut en résulter une richesse très élevée du mélange riche.
Dans les cas de fonctionnement pour lesquels une telle richesse du mélange riche serait excessive, il sera avantageux de réaliser une dilution de ce mélange au moment de son introduction dans la chambre de combustion.
Cette dilution peut être obtenue simplement en utilisant les agencements représentés aux fig. 3 et 4.
Le type de soupape représenté à la fig. 3 diffère de celui illustré à la fig. 2 par un orifice 15 disposé sur la surface latérale du passage 3.
Cet orifice permet de réaliser une certaine dilution du mélange riche par le mélange pauvre au moment de l'admission, du fait de l'aspiration de mélange pauvre à travers ledit orifice latéral. On peut obtenir une dilution plus importante en réalisant le passage 3 sous la forme d'une gouttière délimitée par les parois 16 et 17, comme représenté à la fig. 4.
Engine fitted with a device for the admission of two distinct fluids
in the combustion chamber
The present invention relates to an engine provided with a device for the admission of two distinct fluids into the combustion chamber with respective invariable directions of admission, this admission being controlled by the same valve.
This device makes it possible to admit into the combustion chamber in a substantially simultaneous manner two separate fluids having different characteristics, with regard for example to the richness in fuel, the nature of the latter (number of octanes, degree of volatility, etc.), or the temperature of the fluid.
An engine provided with an intake device for two separate fluids with a single intake valve has already been described in patent No. 426371.
This engine comprises a main intake pipe connected to a first source of fluid and opening into the combustion chamber of the engine through an intake port with which is associated an intake valve, a secondary pipe connected to a second source of fluid and the end part of which, housed inside the main pipe, opens out in the vicinity of the internal face of the valve head.
In this engine, the secondary pipe is placed in communication with the combustion chamber at the same time as the main pipe, when the valve is lifted.
Such an intake device has the drawback of leaving the two sources of fluids in communication in the closed position of the valve.
Indeed, the auxiliary pipe opens into the main pipe upstream of the valve head and it is not possible to achieve in a simple manner sufficient sealing of the end of the secondary pipe by the internal face of the valve head. .
As at least one of the two pipes necessarily comprises means for adjusting the flow of fluid, such as an adjusting butterfly valve causing a pressure drop in this pipe by reducing the passage section, the result, in the position closing of the valve, at least for certain engine speeds, where the pressure in one of the pipes downstream of its control valve is lower than that prevailing in the other pipe, risks of suction in the pipe in depression, up to the location of its adjustment valve, of the fluid supplying the other pipe.
This aspiration results in a potentially significant dilution of one of the fluids by the other, which runs counter to the aim pursued consisting in achieving the substantially simultaneous admission of two separate fluids with different characteristics.
The intake device of an engine according to the invention does not have this drawback since, in its closed position, only a very small volume end part of the auxiliary pipe remains in communication with the main pipe.
This result is achieved according to the invention with an engine provided with a device for admitting two distinct fluids into the combustion chamber with respective invariable admission directions, comprising two pipes, each of which is supplied with one of the two. fluids, a first of these pipes opening into the combustion chamber of the engine via an intake port to which is fitted an intake valve, the rod of which slides in the bore of a valve guide, characterized in that the rod of this valve has a longitudinal duct opening through a lateral orifice in the bore of the valve guide and extending onto the internal face of the valve head by a passage making an elbow with this longitudinal duct,
in that the second of said pipes opens into the bore of the valve guide at a location such that said second pipe is in communication with said longitudinal pipe through its lateral orifice in the open position of the valve, this communication being interrupted in closed position of the valve and in that the valve comprises means for preventing its rotation about the axis of the valve stem.
The engine according to the invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings showing by way of example one embodiment and two variants.
fig. 1 shows in section along a plane passing through the longitudinal axis of the valve, a first embodiment of the engine in which the duct formed in the valve stem is an axial internal pipe;
fig. 2 shows a longitudinal section of the valve fitted with its internal rich mixture pipe;
figs. 3 and 4 show slightly different embodiments of the passage formed on the internal face of the valve head.
In fig. 1 it can be seen that the valve 1 comprises an internal duct 2 coaxial with the axis of the valve stem, which slides in the bore of a valve guide 18, this duct extending into the head of the valve by a passage 3 forming an elbow with the first and, according to the embodiment considered, perpendicular to the latter. The location of this passage 3 in the head of the valve is chosen so that, when the latter is lifted, the passage 3 is oriented towards the electrodes 4 of the spark plug 5.
In order to maintain this orientation, any rotation of the valve around its axis should be avoided by means of a system for blocking the orientation of the valve, produced, for example, by the cooperation of a flat 6 of which is provided the valve stem with a fixed part such as a pin 7 whose flat end presses on the flat 6. It is also possible to prevent any rotation of the valve, for example by means of a pin passing through the stem of the valve. valve and guided in a groove parallel to the axis thereof formed in the guide 18.
Any other known device capable of preventing rotation of the valve could be used.
The movements of the valve are thus limited to longitudinal movements parallel to its axis.
The duct 2 inside the valve stem communicates with the internal bore of the guide of said stem via an orifice 8 and the channel 9 for supplying rich mixture also opens into said bore of the guide via an orifice 10. .
The orifices 8 and 10 are made so as not to communicate with each other when the valve is closed and to enter into communication during the valve lifting.
In the closed position, the valve head is applied to the valve seat 12, formed in the cylinder head 13 of the engine, by the valve spring 14. The valve opening can be controlled by any conventional device.
Thus, the opening of the valve simultaneously causes the admission into the cylinder of the rich mixture following the path 9-10-8-2-3 and of the lean mixture through the intake manifold 11. Conversely, the complete closing of the valve. results in both the blocking of the respective admissions of rich mixture and lean mixture without there being any communication between them.
This avoids any possibility of suction in the main intake pipe (air or lean mixture) of a part of the mixture contained in the rich mixture line 9.
It should be noted that the diameter of the intake duct for the rich mixture is necessarily limited by construction to a maximum value less than the diameter of the valve stem.
For a given air flow and taking into account the fact that a certain quantity of fuel must be introduced, this may result in a very high richness of the rich mixture.
In the cases of operation for which such a richness of the rich mixture would be excessive, it will be advantageous to achieve a dilution of this mixture at the time of its introduction into the combustion chamber.
This dilution can be obtained simply by using the arrangements shown in FIGS. 3 and 4.
The type of valve shown in fig. 3 differs from that illustrated in FIG. 2 through an orifice 15 arranged on the lateral surface of the passage 3.
This orifice makes it possible to achieve a certain dilution of the rich mixture by the lean mixture at the time of admission, due to the suction of the lean mixture through said side orifice. A greater dilution can be obtained by making the passage 3 in the form of a gutter delimited by the walls 16 and 17, as shown in FIG. 4.