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'PERFECTIONNEMENTS AUX MOTEURS A COMBUSTION'INTERNE DU TYPE
SANS SOUPAPES"
Jusqu'à présent, on a éprouvé certaines difficultés pour établir des moteurs à combustion interne du type sans soupapes fonctionnant par injection de combustible.
On sait que dans les moteurs à injection, la vitesse de propagation de 1'inflammation et l'intégralité de la combus tion dépendent de l'homogénéité du mélange du combustible atomisé et de l'air se trouvant dans la chambre de compression.
Parmi les moyens d'améliorer la situation, on doit sur- tout considérer l'augmentation de l'effet de turbulence qui influence d'une manière particuliérement favorable l'homogéméi- té du dit mélange.
Suivait *!'invention, 1'augmentation de l'effet de turbu- lence peut être obtenue par des conformations spécialesdonnées à la partie supérieuredu piston ou à la partie inférieure de la culasse , en vue de constituer une chambre avantageuse de
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combustion ou de précombustion.
A simple titre d'exemple, certains modes de réalisation de l'invention se trouvent décrits ci-après en référence eux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 et 2 sont des vues partielles schématiques en cov.- pe d'un moteur sans soupapes, respectivement au début de l'as- piration et vers la. fin de la compression, le piston et la cu- lasse formant une/chambre de compression diamétrale.
Fig. 3 est une vue en coupe axiale de cette chambre de compression, suivant la ligne 3-3 de Fig. 1.
Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de Fig.5, montrant une réalisation du dispositif schématique en Fig. 3. fig. 5 montre la même réalisation, vue en coupe suivant la ligne 5-5 de Fig. 4.
Fig.6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de Fig.
5, le piston se trouvant en position abaissée.
Fig. 7 et 8 montrent deux variantes d'exécution de l'in- vention, également dans le cas d'injection directe du combus- tible dans la chambre de compression.
Fig. 9 à 14 montrent des modes d'exécution de l'invention dans le cas d'injection du combustible dans une chambre de précombustion.
Comme montré en Fig. 1, la partie inférieure de la culas- se a et la partie supérieure du. piston h présentent des formes spéciales, partiellement correspondantes de manière à consti- tuer une chambre de compression c qui s'étend diamétralement par rapport au piston, tel que montré en Fig. 3, et dans la- quelle débouche l'injecteur de combustible d de préférence muni de jets latéraux.
Les flèches de la Fig. 1 montrent le chemin suivi par l'air et les gaz de combustion dans la chambre c, pendant la phase de commencement d'admission et de fin d'échappement. Les
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flèches de la Fig. 2 indiquent le sens de la turbulence pro- duite vers la fin de la compression, c'est-à-dire au. commen- cement de l'injection, tandis que dans la Fig. 3, les flèches montrent le mouvement giratoire du mélange d'air et de carbu rant, lors de l'injection.
Les Fig. 4, 5,é montrent des vues plus détaillées de la forme de réalisation représentée en Fig. 1, 2 et 3. Lorsqu'on désire modifier l'effet de turbulence produit dans la chambre de compression c, il suffit de varier d'une manière appropriée les distances R, c'est-à-dire de changer la courbure des parois qui constituent la dite chambre de compression. La simple va- riation de la courburedes dites parois permet donc d'obtenir dans chaque cas particulier, l'effet de turbulence le mieux approprié aux conditions de travail du. moteur envisagé.
Dans le cas de la Fig. 7, la turbulence est obtenue grâce à la conformation spéciale de la culasse et à la direction de l'entrée d'air dans la chambre. Cette direction s'obtient par une orientation appropriée du bord inférieur e de la dite cu- lasse. L'injecteur d se trouve,disposé à la périphérie de la chambre c constituée par l'évidement de la culasse et le fond plat du piston.
La Fig. 8 montre une culasse et un piston pourvus chacun d'évidements hémisphériques disposés en regard les uns des autres, de manière à avoir une chambre de combustion en forme de tore circulaire c1. c2.
. L'injecteur central d dirige ses jets sous un angle très ouvert et ils sont répartis*sur la circonférence.
Dans les différents modes d'exécution décrits ci-dessus, l'invention est appliquée à des moteurs à injection directe du combustible dans la chambre de combustion, mais l'invention est également applicable, avec tous ses avantages, aux moteurs pourvus d'une chambre de précombustion.
Comme montré en Fig. 9, une chambre de précombustion e dans laquelle débouche l'injecteur d, est pratiquée dans la culasse a. Celle-ci présente inférieurement un évidement conique
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correspondant au fond conique du piston, de sorte que, pen- dant la course de compression, l'air sera refoulé dans la chambre de précombustion e, à travers l'ouverture rétrécie de cette dernière, tout en produisant un effet de turbulence très avantageux.
Il est à remarquer que dans les exemples représentés en Fig. 10-13, l'invention est réalisée par des conformations ap- propriées de la culasse, permettant d'augmenter considérable- ment l'effet de turbulence sans qu'il soit néeessaire d'utili- ser un piston de forme spéciale.
Dans la variantemontrée en Fig. 10, la chambre de précom- bustion e, de forme sphérique, est prévue dans la culasse a et communique avec le cylindre par le conduit f, Elle est formée partiellement par une cavité prévue dans la culasse et fermée supérieurement par une pièce rapportée qui supporte l'injecteur.
Lors de la compression, l'air refoulé dans la chambre e est soumis à un tourbillonnement vigoureux, grâce à la dispo- sition tangentielle du conduit f. par rapport à la chambre e,
Comme montré en Fig. 11 et 12, cette dernière étant une vue en coupe suivant la ligne 12-12 de Fig. 11, la chambre de précombustion e peut être cylindrique, la moitié inférieure étant solidaire de la culasse, tandis que la moitié supérieure est formée par une pièce rapportée qui supporte l'injecteur d Ce dernier sera, de préférence, disposé excentriquement dans la chambre e, laquelle est reliée au cylindre du moteur par le conduit 1 prévu tangentiellement par rapport à la chambre e, de manière à assurer une turbulence efficace.
Suivant la variante montrée en Fig. 13, la chambre de pré- combustion $, cylindrique ou sphérique, peut communiquer d'une part avec le cylindre du moteur par le conduit f., disposé tan- gentiellernent, et d'autre part avec un conduit auxiliaire d'as-
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piration h par un canal g.
La communication entre les conduits h et g sera établie simultanément avec celle entre le conduit principal d'aspira- tion et le cylindre du moteur.
Cette disposition spéciale présente l'avantage d'assurer le balayage de la chambre de précombustion e. à la fin de l'é- chappement.
Finalement, la chambre de précombustion e montrée en Fig.
14 est formée par une cuvette i maintenue dans la culasse par le corps de l'injecteur d. Les forages inclinés j, pratiqués dans la cuvette i. établissent la communication entre la cham- bre de précombustion et le cylindre.
Tout en permettant un démontage particulièrement facile, cette dernière application assure tous les avantages inhérents au, moteur à antichambre.
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'' IMPROVEMENTS TO INTERNAL COMBUSTION ENGINES '' OF THE TYPE
WITHOUT VALVES "
Heretofore, certain difficulties have been experienced in establishing internal combustion engines of the valveless type operating by fuel injection.
It is known that in injection engines, the rate of propagation of the ignition and the completeness of the combustion depend on the homogeneity of the mixture of the atomized fuel and the air in the compression chamber.
Among the means of improving the situation, it is above all necessary to consider the increase in the effect of turbulence which influences in a particularly favorable manner the homogeneity of said mixture.
Following the invention, the increase in the effect of turbulence can be obtained by special conformations given to the upper part of the piston or to the lower part of the cylinder head, in order to constitute an advantageous chamber of
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combustion or pre-combustion.
By way of example, certain embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 and 2 are partial schematic views in v-pe of an engine without valves, respectively at the start of aspiration and towards the. end of the compression, the piston and the cylinder head forming a diametral compression chamber.
Fig. 3 is an axial sectional view of this compression chamber, taken along line 3-3 of FIG. 1.
Fig. 4 is a sectional view taken on line 4-4 of FIG. 5, showing an embodiment of the schematic device in FIG. 3. fig. 5 shows the same embodiment, seen in section along the line 5-5 of FIG. 4.
Fig.6 is a sectional view taken along line 6-6 of Fig.
5 with the piston in the lowered position.
Fig. 7 and 8 show two variant embodiments of the invention, also in the case of direct injection of the fuel into the compression chamber.
Fig. 9 to 14 show embodiments of the invention in the case of fuel injection into a precombustion chamber.
As shown in Fig. 1, the lower part of the yoke a and the upper part of the. piston h have special, partially corresponding shapes so as to constitute a compression chamber c which extends diametrically with respect to the piston, as shown in FIG. 3, and into which opens the fuel injector d, preferably provided with side jets.
The arrows in FIG. 1 show the path followed by the air and the combustion gases in the chamber c, during the phase of beginning of intake and end of exhaust. The
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arrows in Fig. 2 indicate the direction of the turbulence produced towards the end of compression, ie at. beginning of the injection, while in FIG. 3, the arrows show the gyratory movement of the air and fuel mixture during injection.
Figs. 4, 5, é show more detailed views of the embodiment shown in FIG. 1, 2 and 3. When it is desired to modify the effect of turbulence produced in the compression chamber c, it suffices to vary the distances R in an appropriate manner, that is to say to change the curvature of the walls. which constitute the said compression chamber. The simple variation of the curvature of said walls therefore makes it possible to obtain in each particular case the effect of turbulence best suited to the working conditions of the. engine considered.
In the case of FIG. 7, the turbulence is achieved by the special conformation of the cylinder head and the direction of the air entering the chamber. This direction is obtained by an appropriate orientation of the lower edge e of said yoke. The injector d is located, disposed at the periphery of the chamber c formed by the recess of the cylinder head and the flat bottom of the piston.
Fig. 8 shows a cylinder head and a piston each provided with hemispherical recesses arranged facing each other, so as to have a combustion chamber in the form of a circular torus c1. c2.
. The central injector d directs its jets at a very wide angle and they are distributed * around the circumference.
In the various embodiments described above, the invention is applied to engines with direct injection of fuel into the combustion chamber, but the invention is also applicable, with all its advantages, to engines provided with a pre-combustion chamber.
As shown in Fig. 9, a precombustion chamber e into which the injector d opens, is made in the cylinder head a. This has a conical recess below
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corresponding to the conical bottom of the piston, so that, during the compression stroke, the air will be forced into the precombustion chamber e, through the narrowed opening of the latter, while producing a very advantageous turbulence effect .
It should be noted that in the examples shown in FIG. 10-13, the invention is achieved by suitable conformations of the cylinder head, making it possible to considerably increase the effect of turbulence without the need to use a specially shaped piston.
In the variant shown in Fig. 10, the precombustion chamber e, of spherical shape, is provided in the cylinder head a and communicates with the cylinder through the duct f. It is partially formed by a cavity provided in the cylinder head and closed at the top by an insert which supports the injector.
During compression, the air discharged into chamber e is subjected to vigorous swirling, thanks to the tangential arrangement of duct f. compared to chamber e,
As shown in Fig. 11 and 12, the latter being a sectional view taken along line 12-12 of FIG. 11, the precombustion chamber e may be cylindrical, the lower half being integral with the cylinder head, while the upper half is formed by an insert which supports the injector d The latter will preferably be disposed eccentrically in the chamber e , which is connected to the engine cylinder by the duct 1 provided tangentially with respect to the chamber e, so as to ensure effective turbulence.
According to the variant shown in FIG. 13, the pre-combustion chamber $, cylindrical or spherical, can communicate on the one hand with the engine cylinder by the duct f., Arranged tangentially, and on the other hand with an auxiliary gas duct.
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hacking h by a channel g.
Communication between conduits h and g will be established simultaneously with that between the main suction conduit and the engine cylinder.
This special arrangement has the advantage of ensuring the scanning of the precombustion chamber e. at the end of the exhaust.
Finally, the pre-combustion chamber e shown in Fig.
14 is formed by a cup i held in the cylinder head by the body of the injector d. The inclined boreholes j, made in the bowl i. establish communication between the pre-combustion chamber and the cylinder.
While allowing particularly easy disassembly, this latter application provides all the advantages inherent in the antechamber engine.