<Desc/Clms Page number 1>
Verbeteringen aan thermische motoren. De huidige uitvinding heeft betrekking op verbeteringen aan thermische motoren, meer speciaal verbeteringen aan de verbrandingskamer van zulke thermische motoren en meer bijzonder nog aan de verbrandingskamer van thermische motoren met zuiger met hoge of verhoogde compressieverhouding.
Alhoewel de huidige uitvinding betrekking heeft op alle thermische motoren met zuigers en met interne verbranding m. a. w. zowel ottomotoren, namelijk benzinemotoren, als alle soorten dieselmotoren, zullen de verbeteringen volgens de huidige uitvinding eerder worden toegepast op dieselmotoren dan wel op benzinemotoren.
Men weet dat het thermisch rendement van een hoger genoemd thermische motor groter is naargelang de compressieverhouding van de motor hoger is.
Zo weet men dat het thermisch rendement van een dieselmotor met bijvoorbeeld een compressieverhouding van ongeveer 21, beter is dan het thermisch rendement van een ottomotor met een compressieverhouding van ongeveer 10.
Het nadeel van een dieselmotor is echter dat door de nagenoeg explosieve ontbranding van de brandstof die wordt ingespoten nabij het bovenste dode punt, er een korte maar aanzienlijke drukpiek ontstaat die wordt uitgeoefend op de vaste en bewegende motoronderdelen, wat de oorzaak is van het zogenaamde"kloppen"van zulke motor.
<Desc/Clms Page number 2>
Om mechanisch aan deze drukpiek te weerstaan moet een dieselmotor dan ook heel wat sterker en dus zwaarder gebouwd worden dan een ottomotor, waarbij deze verzwaring een beperking van de draaisnelheid van de motor noodzakelijk maakt.
In de praktijk waagt men het dan ook niet om een nog beter thermisch rendement na te streven door verdere verhoging van de compressieverhouding, aangezien de mechanische problemen veel te groot zouden worden.
Men heeft reeds verschillende oplossingen voorgesteld die als doel hadden bij de bestaande motoren als een soort veiligheidsklep te fungeren om de voornoemde drukpiek op te vangen, waarbij de middelen die hiertoe werden voorgesteld bestaan uit een automatische, elastische, tijdelijke en dus omkeerbare en beperkte vergroting van de verbrandingskamer.
Enige tot op heden voorgestelde oplossingen hieromtrent zijn bijvoorbeeld terug te vinden in de Franse octrooien nr. 884. 757 en nr. 1. 132. 553 ; de Duitse octrooien nr. 3. 130. 767 en nr. 2. 753. 563 en de Europese octrooiaanvrage nr. 0. 488. 431.
De in deze octrooischriften voorgestelde oplossingen bestaan erin dat bv, ofwel de drijfstangen telescopisch worden uitgevoerd waardoor een onderdeel van de motor dat licht en slank moet blijven, wordt verdikt en verzwaard ; ofwel de zuigers telescopisch worden uitgevoerd met andere woorden in twee delen, waardoor een onderdeel dat licht en kort moet blijven, verlengd en verzwaard wordt, dit onderdeel moeilijk te koelen wordt en bovendien zeer ingewikkeld wordt ; ofwel nog de vaste motorkop vervangen wordt door een zogenaamde anti-zuiger die even breed is als
<Desc/Clms Page number 3>
de motorzuiger waardoor men verplicht is over te gaan naar het tweetakt regime aangezien er geen plaats is voor de kop-kleppen, waarbij men ook in dit geval te maken heeft met een zeer ingewikkelde en dure constructie.
Geen enkel van de hiervoor genoemde reeds voorgestelde oplossingen is dan ook ooit in de praktijk toegepast geworden.
De huidige uitvinding heeft als voorwerp, ofwel het thermisch rendement van een motor te vergroten door verhoging van de compressieverhouding, ofwel het volumetrisch motorrendement te verbeteren door verhoging van de drukvoeding, ofwel nog een vergroting van de compressieverhouding samen toe te passen met een verhoging van de drukvoeding, en dit zonder de bouw van de motor te moeten versterken en dus te verzwaren, dank zij het aanbrengen van de voornoemde veiligheidsklep.
De verbeteringen volgens de uitvinding vormen als het ware verbeteringen aan en een uitbreiding van de oplossing die
EMI3.1
werd voorgesteld volgens figuur 4 van het Frans octrooi nr. 884. waardoor één en ander nu in de praktijk toepasbaar wordt.
De verbeteringen volgens de uitvinding verschillen fundamenteel van het voornoemd Frans octrooi, doordat in hoofdzaak, in plaats van een eenvoudige cylindrische zuiger, nu een zuiger wordt toegepast in de vorm van een paddestoel, waarbij de neerwaartse koers van de zuiger beperkt wordt, enerzijds, en de veer die op de paddestoelvormige zuiger rust, voorgespannen kan worden tot een voorafbepaalde waarde, anderzijds.
<Desc/Clms Page number 4>
Op deze wijze bekomt men dat : - de paddestoelvormige zuiger steeds met grote zekerheid gestopt wordt bij een snelle terugkeer ; - op de paddestoelvormige zuiger een veer kan inwerken, meer speciaal een spiraalveer, waarvan de diameter groter is dan de diameter van de eigenlijke zuiger ; - dat de kop van de zuiger in de onderste stand van deze zuiger rust op een motoronderdeel, bijvoorbeeld een deel van de cilinderkop dat deze last probleemloos kan verdragen ; - de bewegingen van de zuiger binnen bepaalde grenzen kunnen vastgelegd worden, om de drukpiek weg te werken zonder energieverlies.
Door het toepassen van de voornoemde verbeteringen wordt een inrichting bekomen die toelaat dat zonder gevaar de compressieverhouding van een gewone dieselmotor merkelijk hoger kan gekozen worden dan 21, bijvoorbeeld 35 of meer, zodat door het toepassen van de voornoemde verbeteringen een rendementsverhoging wordt bekomen wat tevens een vermindering van de specifieke Cl 2uitstoot inhoudt, wat op gebied van milieu uitermate belangrijk is.
De uitvinding heeft betrekking op verbeteringen aan thermische motoren, met zuigers waarvan de verbrandingskamer nu een veranderlijk volume bekomt en waarbij in de verbrandingskamer een doorgang uitgeeft waarin zich een zuiger kan bewegen waarvan de opwaartse verplaatsing gecontroleerd en begrensd wordt door een drukveer en waarvan de neerwaartse verplaatsing begrensd wordt door een aanslag.
<Desc/Clms Page number 5>
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeelden zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringen beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :
- figuren 1 en 2 een schematische doorsnede weergeven van een veiligheidsklep opgesteld op de motorkop van een dieselmotor, waarbij de veiligheidsklep in figuur
1 vastgeschroefd is in de motorkop, en in figuur 2 vastgeschroefd is op de motorkop ; - figuur 3 op grotere schaal een doorsnede weergeeft
EMI5.1
gelijkaardig aan deze van figuur 1, doch voor een meer gedetailleerde uitvoeringsvariante ;- figuur 4 een zicht is gelijkaardig aan dit van figuur 3, doch voor een tweede stand van de inrichting ; - figuren 5,6 en 7 uitvoeringsvarianten weergeven van de paddestoelvormige zuiger volgens de uitvinding ; - figuur 8 een bijkomende toepassing weergeeft van de verbeteringen volgens de uitvinding ; - figuur 9 een variante weergeeft van het gedeelte dat in figuur 8 door F9 is aangeduid.
De voorgestelde veiligheidsklep wordt toegevoegd aan de cilinderkop van een dieselmotor die verder klassiek wordt uitgevoerd als een kop- of zijklepper, en als een twee of viertakter.
Het geheel van de veiligheidsklep omvat in hoofdzaak een doorgang 1 die aan een uiteinde uitgeeft in de verbrandingskamer van de motor, en waarin de stam of eigenlijke zuiger 2 van een paddestoelvormige zuiger 3 kan heen en weer bewegen, waarbij de zuiger 3 een hoed 4 vertoont waarop een voorgespannen stalen veer 5 drukt die door een dom 6 wordt samengedrukt en waarbij deze dom 6
<Desc/Clms Page number 6>
wordt geschroefd ofwel in de motorkop 7 zoals weergegeven in figuur 1, ofwel op een uitstulping 8 van een dunnere motorkop zoals weergegeven in figuur 2.
De langsas van de veiligheidsklep moet niet evenwijdig zijn met de langsas van de motor-cilinder zoals schematisch is afgebeeld in de figuren 1 en 2.
Evenmin moet de veiligheidsklep opgesteld worden centraal boven de motor-cilinder maar mag zij ook lateraal staan, zolang de doorgang 1 maar vrij verbonden blijft met de eigenlijke verbrandingskamer.
De twee laatste kenmerken maken het trouwens mogelijk deze veiligheidsklep op de motorkop 7 te plaatsen buiten het kleppendeksel van een kopklepper.
De zuiger 3 vertoont dus aan zijn bovenuiteinde een hoed of meer speciaal een verbreed gedeelte of kop 4 die, in de onderste stand van de zuiger 3, aansluit op een kraag 9, gevormd in de motorkop 7, waarbij de kop 4 van de zuiger 3 vrij verplaatsbaar is aangebracht in de boring 10 van de dom 6 die door middel van schroefdraad 11 in of op de motorkop 7 is vastgeschroefd.
Het is duidelijk dat tijdens de nagenoeg explosieve ontbranding van de brandstof de als gevolg hiervan optredende drukpiek in de verbrandingskamer door de aanwezigheid van de beweeglijke zuiger 3 kan terugvallen tot bv. 50 ä 70%, doordat tijdens het optreden van deze drukpiek de zuiger 3 automatisch, tegen de werking van de veer 5 in, opwaarts wordt verplaatst zodat een volumevergroting van de verbrandingskamer wordt verkregen, die de voornoemde drukpiek reduceert.
<Desc/Clms Page number 7>
Op dat ogenblik mag de spiraalveer 5 juist volledig samengedrukt zijn maar moet zij nog in evenwicht zijn met de op dat ogenblik heersende gasdruk.
Het streefdoel is de drukpiek te beperken tot die van een klassieke dieselmotor met een compressieverhouding van 21 zodat de motor niet moet versterkt worden.
De voorspanning van de veer 5 is zodanig groot dat zij de zuiger 3 volledig terugduwt in zijn onderste stand, m. a. w. met de kop 4 in aanslag tegen de kraag 9, wanneer de gasdruk verder iets daalt, bijvoorbeeld met 10%, als gevolg van het omlaag bewegen van de motorzuiger.
De verbeteringen volgens de uitvinding onderscheiden zich dus van wat tot op heden werd voorgesteld doordat de zuiger 3 voorzien is van een kop 4 die de neerwaartse koers van de zuiger 3 volledig begrenst zodat de zuiger 3 bij een snelle terugkeer volledig wordt gestopt en dat door het gebruik van zulke kop 4 het gebruik mogelijk wordt van een spiraalveer 5 waarvan de diameter groter is dan de diameter van de zuiger 3.
Doordat in de onderste stand van de zuiger 3 de kop 4 van de zuiger 3 rust op een zeer sterk onderdeel van de motor, meer speciaal de motorkop of cilinderkop, wordt deze belasting probleemloos opgevangen.
In de figuren 3 en 4 is, met meer bijzonderheden, een variante weergegeven van de schematische uitvoering volgens de figuren 1 en 2, waarbij in dit geval de spiraalveer 5 gevormd wordt door een opgerolde bladveer en waarbij de eigenlijke zuiger 3 voorzien is van veerringen 12 die
<Desc/Clms Page number 8>
zullen zorgen voor een gasdichte afsluiting tussen de doorgang 1 en de zuiger 3.
Tussen de dom 6 en de veer 5 is in dit geval een tussenstuk 13 voorzien dat in zijn bovenste stand afgedicht is ten opzichte van de dom 6 door middel van een afdichting 14 en waarbij de veer 5 tegen dit tussenstuk 13 aanligt.
De bedoeling hiervan is dat door op het tussenstuk 13 te duwen de voor te spannen veer 5 enigszins kan samengedrukt worden zodat men tijdens de montage van de inrichting de dom 6 ongehinderd en op geschikte wijze stevig kan aanschroeven.
Het tussenstuk 13 vertoont onderaan een tap 15 waarrond de veer 5 gecentreerd is.
In deze uitvoering vertoont de kop 4 van de zuiger 3 een opstaande rand 16 die als doel heeft ter plaatse van de zuiger 3, de veer 5 aan haar andere uiteinde te centreren.
Ten einde de luchtdoorlaat te verzekeren tijdens de bewegingen van de zuiger 3 zijn bijvoorbeeld in de kop 4 van deze laatste boringen 17 voorzien.
Tussen de aanslag 9 en de kop 4 van de zuiger 3 is in dit geval, nauw passend, een bijvoorbeeld stalen plaat 18 voorzien waarin een centrale opening 19 is aangebracht voor de zuiger 4 en waarbij deze opening 19 conisch is uitgevoerd om toe te laten dat, tijdens het monteren van de zuiger 3 in de boring 1, een geleiding wordt gevormd voor het progressief indrukken van de veerringen 12.
<Desc/Clms Page number 9>
De voornoemde stalen plaat 18 zal onontbeerlijk zijn wanneer de motorkop 7 uit een licht metaal bestaat.
Het onderuiteinde van de doorgang 1 kan nog voorzien worden van een inwendig gerichte kraag 20 waarvan het de bedoeling is de gassen te doen wervelen wanneer zij in de doorgang 1 binnendringen tijdens het opwaarts bewegen van de zuiger 3.
In de voorgaande voorbeelden is de zuiger 3 massief verwezenlijkt, bij voorkeur uit een geschikt metaal, zoals bijvoorbeeld titaan, ten einde een sterke doch lichte zuiger te verwezenlijken.
In de figuren 5 tot 7 zijn nog andere voorbeelden weergegeven van zulke zuiger, waarbij deze, hetzij hol is uitgevoerd, zoals weergegeven in figuur 5, hetzij hol is uitgevoerd maar gedeeltelijk gevuld is met natrium of dergelijke ten einde een longitudinale warmte-afvoer te verbeteren, zoals weergegeven in figuur 6, hetzij nog uit twee delen is verwezenlijkt namelijk een licht metaal zoals aluminium voor de eigenlijke zuiger 3 en staal voor het bovenste gedeelte en de kop 4 van de zuiger 3, zoals weergegeven in figuur 7.
Afhankelijk van het materiaal waaruit de motorkop is uitgevoerd kan men eventueel de stalen plaat 18 weglaten en het bovenste gedeelte van de doorgang 1 conisch uitvoeren om het inbrengen van de zuiger 3 met de zuigerveren 12 op deze wijze te vereenvoudigen.
De lengte van de eigenlijke zuiger 3, m. a. w. de lengte van de zuiger 3 van het onderuiteinde tot tegen de kop 4 zal gelijk zijn aan de som van de gewenste opwaartse koers van de zuiger 3 vermeerderd met de hoogte die nodig is voor het
<Desc/Clms Page number 10>
plaatsen van de veerringen 12 en vermeerderd met, indien voorhanden, de dikte van de plaat 18.
In de figuren 8 en 9 zijn nog twee verdere uitvoeringsvarianten weergegeven die als het ware op dezelfde wijze gevormd worden als hiervoor beschreven, doch met dit verschil dat de verbrandingskamer 21 gevormd wordt door een ruimte die zich bevindt in de motorkop en waarbij de motorzuiger 22 bovenaan een uitsteeksel 23 vertoont dat bijvoorbeeld conisch is uitgevoerd ten einde te kunnen samenwerken met de omtreksrand van de ruimte of verbrandingskamer 21 ten einde deze te kunnen afsluiten van de motor-cilinder wanneer de motorzuiger 22 zich in zijn bovenste dood punt bevindt.
Door deze mogelijke afsluiting kan men de drukpiek, die het gevolg is van de plotselinge ontbranding van de brandstof, even in een gesloten ruimte houden om deze drukpiek bij voorkeur naar de zuiger 3 te richten.
De hier afgebeelde verbrandingskamer 12 verschilt van een klassieke zogenaamde voorverbrandingskamer, doordat de verbinding met de motor-cilinder relatief breed is, en zonder energieverlies door de gassen doorlopen wordt in beide richtingen, en door het essentieel kenmerk dat de verbrandingskamer 21 nagenoeg hermetisch af te sluiten is op het cruciaal moment van de drukpiek, zodat de bewegende en vaste delen door geen hoge druk belast worden.
Het is duidelijk dat de verbeteringen volgens de uitvinding kunnen aangepast worden volgens bepaalde desiderata, namelijk hogere of lagere compressie-verhoudingen ; andere drukverhoudingen ; en een andere diameter en/of koers van zuiger 3.
<Desc/Clms Page number 11>
Een inrichting volgens de uitvinding kan voorzien worden voor iedere motor-cilinder ofwel kan het effect verdeeld worden over twee kleinere inrichtingen per motor-cilinder die in parallel of in cascade staan opgesteld, waarbij het duidelijk is dat de afmetingen van de inrichting of inrichtingen mede bepaald worden door de beschikbare ruimte op de motorkop.
De inrichting volgens de uitvinding kan tenslotte toegepast worden bij alle soorten thermische motoren met zuigers zoals tweetakt dieselmotoren, klassieke dieselmotoren en ottomotoren om de brutale drukpieken op te vangen wanneer men overstapt naar vervangingsbrandstoffen die explosiever
EMI11.1
ontbranden dan gewone benzine, zoals H, oo dergelijke.
De huidige uitvinding is tenslotte geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringsvormen, doch kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Thermal motor improvements. The present invention relates to improvements to thermal engines, more particularly improvements to the combustion chamber of such thermal engines, and more particularly to the combustion chamber of piston thermal engines with high or increased compression ratio.
Although the present invention relates to all piston and internal combustion thermal engines m. A. W. both petrol engines, namely gasoline engines, as well as all types of diesel engines, the improvements of the present invention will be more likely to be applied to diesel engines than to gasoline engines.
It is known that the thermal efficiency of a thermal motor mentioned above is greater the higher the compression ratio of the motor.
For example, it is known that the thermal efficiency of a diesel engine with, for example, a compression ratio of about 21, is better than the thermal efficiency of an ottomotor with a compression ratio of about 10.
The disadvantage of a diesel engine, however, is that the almost explosive ignition of the fuel injected near the top dead center creates a short but significant pressure spike which is applied to the fixed and moving engine parts, causing the so-called " knock "of such engine.
<Desc / Clms Page number 2>
In order to withstand this pressure peak mechanically, a diesel engine must therefore be built much stronger and thus heavier than an ottomotor, whereby this weighting makes it necessary to limit the engine's speed of rotation.
In practice, it is therefore not daring to pursue an even better thermal efficiency by further increasing the compression ratio, since the mechanical problems would become much too great.
Several solutions have already been proposed, the purpose of which was to act as a kind of safety valve with the existing engines to absorb the aforementioned pressure peak, the means proposed for this purpose being an automatic, elastic, temporary and thus reversible and limited enlargement of the combustion chamber.
Some solutions proposed to date in this regard can be found, for example, in French Patents Nos. 884,757 and Nos. 132,355; German Patents No. 3 130, 767 and No. 2, 753, 563 and European Patent Application No. 0. 488, 431.
The solutions proposed in these patents consist of, for example, either the connecting rods being telescopic, thickening and weighting a part of the engine which must remain light and slender; or the pistons are telescopic, in other words in two parts, which lengthens and lengthens a part which must remain light and short, makes this part difficult to cool and, moreover, becomes very complicated; or the fixed motor head is replaced by a so-called anti-piston that is as wide as
<Desc / Clms Page number 3>
the engine piston, which makes it mandatory to switch to the two-stroke regime, as there is no room for the overhead valves, in this case too, because of the very complicated and expensive construction.
None of the aforementioned proposed solutions has ever been applied in practice.
The present invention has as its object either to increase the thermal efficiency of an engine by increasing the compression ratio, or to improve the volumetric engine efficiency by increasing the pressure feed, or to apply another increase in the compression ratio with an increase in the compression ratio. pressure supply, and this without having to strengthen and thus aggravate the construction of the motor, thanks to the fitting of the aforementioned safety valve.
The improvements according to the invention form, as it were, improvements to and an extension of the solution
EMI3.1
was proposed according to figure 4 of the French patent no. 884. which now makes this all applicable in practice.
The improvements according to the invention differ fundamentally from the aforementioned French patent in that essentially instead of a simple cylindrical piston, a piston in the form of a mushroom is now used, whereby the downward course of the piston is limited, on the one hand, and the spring resting on the mushroom-shaped piston can be biased to a predetermined value, on the other hand.
<Desc / Clms Page number 4>
In this way it is ensured that: - the mushroom-shaped piston is always stopped with great certainty upon a rapid return; - a spring can act on the mushroom-shaped piston, in particular a spiral spring, the diameter of which is greater than the diameter of the actual piston; - that the head of the piston in the lower position of this piston rests on an engine part, for example a part of the cylinder head, which can bear this load without problems; - the movements of the piston can be fixed within certain limits, in order to eliminate the pressure peak without energy loss.
By applying the aforementioned improvements, a device is obtained which allows the compression ratio of a normal diesel engine to be chosen to be considerably higher than 21, for instance 35 or more, without danger, so that by applying the aforementioned improvements an efficiency increase is obtained, which also reduces specific Cl 2 emissions, which is extremely important in terms of the environment.
The invention relates to improvements to thermal engines, with pistons of which the combustion chamber now obtains a variable volume and wherein in the combustion chamber there is a passage through which a piston can move, the upward displacement of which is controlled and limited by a compression spring and whose downward displacement is limited by an attack.
<Desc / Clms Page number 5>
With the insight to better demonstrate the features of the invention, some preferred embodiments are described below with reference to the accompanying drawings, as examples without any limiting character, in which:
- figures 1 and 2 show a schematic cross-section of a safety valve mounted on the engine head of a diesel engine, the safety valve in figure
1 is screwed into the motor head, and in Figure 2 is screwed onto the motor head; - figure 3 shows a cross-section on a larger scale
EMI5.1
similar to that of figure 1, but for a more detailed embodiment variant; - figure 4 is a view similar to that of figure 3, but for a second position of the device; figures 5, 6 and 7 show embodiments of the mushroom-shaped piston according to the invention; figure 8 shows an additional application of the improvements according to the invention; figure 9 represents a variant of the part indicated by F9 in figure 8.
The proposed safety valve is added to the cylinder head of a diesel engine, which is otherwise classically designed as a head or side valve, and as a two or four character.
The whole of the safety valve mainly comprises a passage 1 which opens at one end in the combustion chamber of the engine, and in which the stem or actual piston 2 of a mushroom-shaped piston 3 can reciprocate, the piston 3 having a hat 4 on which presses a prestressed steel spring 5 which is compressed by a dome 6 and wherein this dome 6
<Desc / Clms Page number 6>
is screwed either into the motor head 7 as shown in Figure 1 or on a protrusion 8 of a thinner motor head as shown in Figure 2.
The longitudinal axis of the safety valve must not be parallel to the longitudinal axis of the engine cylinder as shown schematically in Figures 1 and 2.
Nor should the safety valve be positioned centrally above the engine cylinder, but it may also be lateral, as long as passage 1 remains freely connected to the actual combustion chamber.
The last two features make it possible to place this safety valve on the engine head 7 outside the valve cover of a head valve.
The piston 3 thus has at its top end a hat or more especially a widened section or head 4 which, in the lower position of the piston 3, connects to a collar 9 formed in the motor head 7, the head 4 of the piston 3 is freely movable in the bore 10 of the dome 6, which is screwed into or on the motor head 7 by means of screw thread 11.
It is clear that during the almost explosive combustion of the fuel, the pressure peak in the combustion chamber that occurs as a result of this can fall back to, for example, 50 to 70% due to the presence of the movable piston 3, because during the occurrence of this pressure peak the piston 3 automatically contrary to the action of the spring 5, is moved upwards so that a volume increase of the combustion chamber is obtained, which reduces the aforementioned pressure peak.
<Desc / Clms Page number 7>
At that moment, the coil spring 5 may be fully compressed, but it must still be in equilibrium with the gas pressure prevailing at that time.
The aim is to limit the pressure peak to that of a classic diesel engine with a compression ratio of 21 so that the engine does not need to be amplified.
The preload of the spring 5 is so great that it pushes the piston 3 completely back into its lowest position, a. W. with the head 4 in abutment against the collar 9, when the gas pressure drops further, for example by 10%, as a result of the motor piston moving downwards.
The improvements according to the invention thus differ from what has hitherto been proposed in that the piston 3 is provided with a head 4 which completely limits the downward course of the piston 3, so that the piston 3 is completely stopped during a rapid return and that the use of such a head 4 allows the use of a coil spring 5 whose diameter is greater than the diameter of the piston 3.
Because in the lower position of the piston 3 the head 4 of the piston 3 rests on a very strong part of the engine, more specifically the engine head or cylinder head, this load is easily absorbed.
Figures 3 and 4 show, in more detail, a variant of the schematic embodiment according to Figures 1 and 2, in which case the spiral spring 5 is formed by a coiled leaf spring and the actual piston 3 is provided with spring rings 12 That
<Desc / Clms Page number 8>
will provide a gas-tight seal between passage 1 and piston 3.
In this case, an intermediate piece 13 is provided between the dome 6 and the spring 5, which is sealed in its upper position relative to the dome 6 by means of a seal 14 and wherein the spring 5 rests against this intermediate piece 13.
The intention of this is that by pressing on the intermediate piece 13 the pre-tensioned spring 5 can be compressed somewhat so that the dome 6 can be screwed tightly and in an appropriate manner during the mounting of the device.
The intermediate piece 13 has a pin 15 at the bottom around which the spring 5 is centered.
In this embodiment, the head 4 of the piston 3 has an upright rim 16, the purpose of which is to center the spring 5 at its other end at the location of the piston 3.
In order to ensure the air passage during the movements of the piston 3, for example, these latter bores 17 are provided in the head 4.
Between this stop 9 and the head 4 of the piston 3, in this case, closely fitting, a steel plate 18, for example, is provided in which a central opening 19 is provided for the piston 4 and wherein this opening 19 is conical in order to allow during the mounting of the piston 3 in the bore 1, a guide is formed for progressively depressing the spring rings 12.
<Desc / Clms Page number 9>
The aforementioned steel plate 18 will be indispensable if the motor head 7 consists of a light metal.
The lower end of the passage 1 can still be provided with an internally oriented collar 20, the purpose of which is to cause the gases to swirl when they penetrate into the passage 1 during the upward movement of the piston 3.
In the previous examples, the piston 3 is made solid, preferably from a suitable metal, such as, for example, titanium, in order to produce a strong but light piston.
Figures 5 to 7 show still further examples of such a piston, either being hollow as shown in Figure 5 or hollow but partially filled with sodium or the like in order to improve a longitudinal heat dissipation as shown in figure 6, or in two parts, namely a light metal such as aluminum for the actual piston 3 and steel for the upper part and the head 4 of the piston 3, as shown in figure 7.
Depending on the material from which the motor head is made, the steel plate 18 can optionally be omitted and the upper part of the passage 1 made conical in order to simplify the insertion of the piston 3 with the piston rings 12 in this way.
The length of the actual piston 3, a. W. the length of the piston 3 from the lower end to the head 4 will be equal to the sum of the desired upward course of the piston 3 plus the height required for the
<Desc / Clms Page number 10>
placing the spring washers 12 and increased, if available, the thickness of the plate 18.
Figures 8 and 9 show two further embodiments, which are formed, as it were, in the same manner as described above, with the difference that the combustion chamber 21 is formed by a space located in the engine head and with the engine piston 22 at the top has a projection 23 which is, for example, conical in order to be able to cooperate with the peripheral edge of the space or combustion chamber 21 in order to be able to seal it from the engine cylinder when the engine piston 22 is in its top dead center.
Due to this possible closure, the pressure peak, which is the result of the sudden combustion of the fuel, can be kept in a closed space for a while, in order to preferably direct this pressure peak towards the piston 3.
The combustion chamber 12 shown here differs from a classic so-called pre-combustion chamber in that the connection to the engine-cylinder is relatively wide, and is passed through the gases in both directions without loss of energy, and in that the essential feature is that the combustion chamber 21 is virtually hermetically sealed is at the crucial moment of the pressure peak, so that the moving and fixed parts are not loaded by high pressure.
It is clear that the improvements according to the invention can be adjusted according to certain desiderata, namely higher or lower compression ratios; other pressure ratios; and a different diameter and / or course of piston 3.
<Desc / Clms Page number 11>
A device according to the invention can be provided for each motor-cylinder or the effect can be divided over two smaller devices per motor-cylinder which are arranged in parallel or in a cascade, it being clear that the dimensions of the device or devices are also determined space available on the motor head.
The device according to the invention can finally be applied to all types of piston thermal engines such as two-stroke diesel engines, classic diesel engines and ottomotors to absorb the brutal pressure peaks when switching to replacement fuels that are more explosive.
EMI11.1
ignite ordinary petrol, such as H, oo the like.
Finally, the present invention is by no means limited to the exemplary embodiments described in the accompanying drawings, but can be realized in various shapes and sizes without departing from the scope of the invention.