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BREVET D'INVENTION. " Perfectionnements apportés aux moteura àdeux temps à. bielle et manivelle et à. pompe d'aalimentation d'air, notamment aux. moteurs à. combustion interne ".
L'invention est relative aux moteurs à. deux temps à biel- le et manivelle et à. pompe d'alimentation d'air; et elle concer- ne plus particulièrement (parce que c'est en leur cas que san ap- plication paraît devoir donner le plus d'intérêt), mais non ex- clusivement, parmi ces engins, les moteurs à. combustion interne.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, lesdits en- Sine, qu'ils répondent,mieux que jusqu'à présent, aux divers de- siderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à prévoir, pour la com- mande du piston de la pompe d'alimentation d'air à. faire compor- ter aux moteurs du genre en question un attelage cinématique comportant au moins un organe intermédiaire animé d'un mouvement d'oscillation approprié.
Elle consiste, mise à. part cette disposition principale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'ap- plication, ainsi que certains, modes de réalisation, desdites dis-
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positions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à,. titre de produits. industriels nouveaux, les moteurs du genre en
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question comportant application desdites dispo-sitions, les élé- mente spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ins- tallations, fixes ou mobiles, comportant de tels moteurs.
Et elle pourra., de toute façon,- âtre bien comprise à
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l'aide du aomplément de description qui suit, ainsi que des des- sins ni-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien en-
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tendu, donnés surtout à titre d'indiaation. La fig. le de ces deasinap montre;, en coupe verticale axiale schématique, un moteur à. combustion interne monocylindri-
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que vertical, établi conformément à l'mvention.
Les fig. 2 et 3 montrent, plus achématiquement encore, deux variantes de la disposition densemble de ce même engin.
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Les. fie.> 4 et 5 montrent, de même, la première un-dis- positif pour la commande de la pompe d'mjeation dudit moteur et la seconde un dispositif pour la régulation au.tomatique du débit de cette pompe*
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Les fin. 6e 7 et 8, montrent, toujours achématiquement, trois dispositifs différents pour la'commande de la soupape d'é- chappement de ce même moteur.
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Les fig.. 9 et 10 enfin, sont des vues schématiques, en élévation- et en vue latérale avec portions, coupées ou arrachées, montrant la. circulation de: l'air de refroidissement du système radiateur du moteur en question.
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Selon 1#invention, et plus particulièrement selon ce- lui de ses. moda6., d!'tPpJ.ice..tion,. ainsi que ceux des modes de réa- lisatian. de s.es diverses parties, auxquels il semble quil y ait lieu. désaccorder la préférence, se. proposant, par exemple, d'éta- blir un moteur monocylindrique à. deux temps, à pompe d'alimenta- tion, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On agence ce moteur de manière telle qu'il comporte, ainai, que connu, dune part, un cylindre 1. dans lequel coulisse un piston mo-
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teur 2 attaquant par une bielle motrice 3 un vilebrequin 4, et, d'autre part, un corps 5 pour sa pompe d'alimentation d'air, ledit corps étant de préférence disposé concentriquement au cylindre 1 et étant, dans ce cas, propre à recevoir un pis- ton annulaire 6, l'ensemble étant, de préférence, tel que, lorsque le pis- ton 2 se trouve aux environs de son point mort bas, il découvre des lumières 7 faisant communiquer le cylindre 1 avec le corps de pompe 5 et que, lorsque ledit piston 2 se trouve aux- environs de aon point mort haut,
il découvre également ces mêmes lumières 7 faisant alors communiquer le corps de pompe 5 avec la capacité du carter dans lequel on admet de l'air de préférence épuré, mais, au lieu d'assurer la liaison du piston annulaire 6 1$arbre vilebrequin par un dispositif de bielle et manivelle ou excentrique, on a recours, à cet effet, à un attelage ciné- matique comportant un organe intermédiaire animé d'un mouvement d'oscillation approprié, mouvement cinéma.tique que l'on consti- tue, par exemple, par un levier à deux bras 8 propre à osciller autour d'un axe 9, dont un braa 10 est relié au piston 6 par par exemple/au moina une biellette 11 et dont l'autr.e bras 12 eat reliée par exemple aussi par une biellette 13, à un axe 14,
fixe par rapport à la susdite bielle motrice 3.
On agence, de préférence, les divers éléments de cet at- telage cinématique, de manière talle que la remontée du piston annulaire 6 soit assurée en temps utile et avec une vitesse au- périeure à celle dont il est animé lors de sa descente.
A cet effet, par exemple, on matérialise le susdit axe 14 par un tourillon que l'on fait porter latéralement à la tête de la bielle 3.
La projection de cet axe sur un plan lui étant perpendi- culaire décrit alors une aorte d'ellipse A (fig. 1) et ce avec une vitesse légèrement irrégulière.
On dispose de manière telle, par rapport à ladite ellip- se A, l'axe de pivotement Q du levier à deux bras 8 et on donne
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au bras. 12. de. ce levier, ci $une part, et à la biellette 13, d'au- tre part* des longueurs elles-mêmes telles, , que,,-lorsque l'axe 14 décrit l'ellipse A, donc que le levier 8 effectue un aller-re- tour, l'arc d*ellipse correspondant à la course d'aller soit su- périeur à celui correspondant à la course de retour.
Ce résultat s'obtient, en pratique, dans tous les cas, sauf dans certains cas particuliers et, 1'ellipse A étant donnée, on découvrira sans difficulté la solution optimum en traçant plu- sieurs épures avec ¯diverse.3 valeurs pour la longueur du bras 12 et celle de la. biellette 13.
Avantageusement onadopte, en outre, un léger desaxage du cylindre par rapport à l'axe moteur, desaxage qui, entre au- tres avantagea, facilite l'obtention d'une bonne distribution par le passage en temps opportun, des pistons 2 et 6 devant les lu- mières de communication.
On agence de manière telle, l'axe 9 de pivotement.du le- vier 8, ou bien. qu'il soit fixe et alors porté par le bâti de l'en- semble (fig. 1) auquel cas la biellette 11 doit être interposée entre le bras 10 et le piston 6, ou bien qu'il soit susceptible de se déplacer par exemple par glissement, ou mieux, en étant porté et guidé par un support 15 oscillant autour d'un axe 16 dispos.4, lui-même, soit plus loin (fig. 2), soit plus près (fig. 3), de l'axe du vilebrequin que l'axe 9 lui-même, auxquels cas., bien entendu, le bras 10 peut être relié directement au piston 6.
Selon la position de cet axe 16 ainsi que les longueurs respectives des divers bras de levier, on obtiendra, bien. enten - du, des résultats différents en ce qui concerne l'irrégularité cherchée du mouvement du. levier 8 ainsi qu'en ce qui concerne l'instant des passages des piatona 2 et 6 en regard des lumières de communication et on adaptera.la solution la plus satisfaisan- te à ces deux-points de vue.
Grâce à l'irrégularité de mouvement obtenu, on con- çoit que, lorsqu'on aura. relié L'extrémité du. bras. 10 -du le-
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vier 8 au piston annulaire 6, on aura atteint le- résultat dé- siré, savoir une descente lente dudit piston 6 'correspondant au temps d'aspiration de la pompe et une remontée rapide de cet organe correspondant au temps de refoulement.
L'une des solutions paraissant la plus intéressante en pratique dans le cas d'un moteur vertical, est représentée par les dessins.
Selon cette solution, on dispose l'axe 9 latéralement par rapport à l'axe du cylindre 1 et à un niveau supérieur à celui de l'arbre moteur, on donne au levier 8 la forme d'un renvoi de sonnette tournant ses deux bras 10 et 12 vers le bas, le bras 12, relié à l'axe 14 étant celui le plus éloigné du susdit axe, enfin on donne aux divers éléments de l'ensemble des lon- gueurs telles que l'arc décrit par l'extrémité du bras 10 soit de l'ordre de 60 et soit sensiblement symétrique par rapport à l'horizontale passant par l'axe 9.
On conçoit que, grâae,à la remontée rapide du piston 6 on obtient un bon remplissage du cylindre moteur, donc un bon rendement.
Bien entendu, le dispositif d'attelage cinématique venant d'être décrit peut être utilisé quel que soit le cycle (à explosion ou à combustion) selon lequel on désire faire fonctionner le moteur à deux temps à établir.
Cependant, si l'on se propose plus particulièrement d'établir un moteur à combustion interne, il sera possible de le faire de façon fort simple grâce à l'existence dudit dispo- sitif cinématique, dispositif qui pourra contribuer à, l'action- nement, tant de la pompe d'injection 17, que du système d'é- chappement à faire comporter.au moteur à établir.
Pour ce qui est, d'abord, des moyens à utiliser pour l'actionnement de là pompe d'injection, on les constituera, avantageusement, soit par une came oscillante 18 (fig. 1) que l'on rendra
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solidaire du levier 8, attaquant directement le piston de la pompe d'injection grâce à une rampe disposée de manière telle que l'injeation. ait lieu à l'instant désiré,, soit par une bielle ou semblable 19 (fig. 4) reliant au piston de la pompe d'injection- un point de l'attelage cinéma- tique décrivant une courbe présentant, par rapport à la bielle 19, une partie montante (ou descendante) à l'instant où l'in- jection. doit se produire.
En pratique, les divers points de la biellette 13 décrivent de telles courbes. C'est ainsi que, si l'on choisit un point 20 de ladite biellette situé plus près du bras 12 que de l'axe 14, on constate qu'il décrit une courbe B présentant une partie (figurée en trait fort qur la fig. 4) parcourue par le point 20 pendant la période où doit avoir lie l'injection la plus prolongée que l'on ait à envisager (c'est-à-dire allant au moins de depuis un peu avant le point mort haut jusqu'à@un angle de par exemple 30 après ce point), partie qui estas- cendante par rapport à la bielle 19 si on donne à cette bielle une longueur suffisante, donc qui est susceptible de provoquer la remontée du piston, de la pompe, remontée qui, pour l'mne. de ses parties au moins, peut produire le refoulement'.
Quel que soit le mode d'actionnement adopté, le pis- ton de la pompe d'injection aura, pour chaque tour-de moteur, la même course., Il sera cependant, bien entendu, en général utile de prévoir- des. moyens propres à faire varier le.-débit de la pompe afin de pouvoir faire varier le régime de marche ou le maintenir constant pour des charges différentes.
A cet effet on aura, par exemple, recouns a tout dis- positif-approprié., tel que celui, comportant, ainsi que connu, un piston présentant des rampes propres à coagir avec des ori- fices du cylindre, ledit piston pouvant être amené à tourner au tour de son axe afin de faire varier au moins l'un des deux instants du début et d.e la fin. du refoulement, la rotation du piston étant assurée,, soit manuellement, soit par un régulateur centrifuge ou autre.
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Cependant il sera facile de profiter du mouvement alternatif du levier 8 pour établir un régulateur de vitesse particulièrement simple et efficace.
A cet effet, par exemple (fig. 5), on constitue la pompe d'injection 17 de manière telle que, lors de la remontée de son piston, elle assure le refoule- ment tant qu'un conduit 21, débouchant dans la chambre de re- foulement, n'est pas obturé, on prévoit, pour commander ce conduit 21, un tiroir ou semblable 22 que l'on r@éalise avantageusement sous la forme d'un piston coulissant dans un cylindre 23 dans lequel débouche le conduit 21 et propre soit, pour certaihea de ses positions, à @@turer ledit conduit 21, soit, pour ses positions en deçà et au delà des précédentes, à le mettre en communication avec un conduit d'alimentation 24, et, enfin, on prévoit, pour l'actionnement du tiroir 22,
des moyens tels que la vitesse dudit tiroir-au moment où.le susdit piston passe en regard du conduit 21 (donc la durée de l'injection)', puisse varier ainsi que, éventuellement, l'instant @ du milieu de l'injection.
On conçoit que cette disposition est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet: d'une part, de disposer le débouché du conduit 21 dans le cylindre de la pompe d'injection au-dessus- de la partie de ce cylindre qui est au contact du piston, donc d'avoir un corps de pompe sans lumières devant être d'une grande dureté, ce qui permet d'établir ledit corps de pompe par exemple en régule ou autre corps analogue ainsi que décrit dans la demande de brevet N 296.022 déposée au même nom que la présente le 21 janvier 1931., d'autre part,de donner au débouché du conduit 21 dans le cylindre 23, la forme d'une rainure annulaire assurant un début et une rupture brusque du débit de la pompe d'injection;
@ d'autre part, enfin, si l'on ferme la partie du cylindre
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23 se trouvant en regard de celle des faces du tiroir 22 qui détermine la fin de l'injection, d'obtenir, si l'on prolonge le mouvement dudit tiroir après ladite fin un effet de succion qui assure une dépression dans le conduit allant à l'inecteur (d'où reaspiration de la petite' goutte de combustible restant l'orifice de l'injecteur à la fin de l'injection) ainsi que le remplissage rapide. de la pompe d'injection; bien entendu, dans ce cas, il faudra prévoir, dans la partie borgne du cy- lindre 23 un clapet *+de retour vers le conduit d'alimenta- tion afin d'assurer l'évacuation de L'huile pendant l'obtura- tion, par le tiroir 22, du conduit 24.
Dans le cas particulier du moteur comportant le dis- poaitif cinématique décrit plus haut, on constitue avantageu - sement-les moyens pour l'actionnement du tiroir 22 de manière telle que ce' tiroir tende à se déplacer plus vite lorsque le mouvement alternatif du levier à deux. bras- 8 devient plus ra- pide. cet effet on relie simplement, par exemple par une bielle 25 ledit tiroir 22 à un point 26 oscillant avec le sus- dit levier 8 et qui se trouve amené à s'éloigner de l'axe de pivotement 9 lorsque la vitesse d'oscillation du levier 8 croit, disposition que l'on réalise, par exemple-ainsi que mon- tré sur.la fig.
5, en ayant recours à une mass.elotte 27 susceptible de cou- lisser dans un guide radial- porté par le bras 12 de préférence vers son extrémité libre, un ressort 28 tendant l'empêcher de s'écarter de l'axe de pivotement 9, en adjoignant à cette masselotte un dispositif dmortis- sement (dash-pot ou semblable) tel que, lorsque le levier 8 oscille, la masselotte ne se déplace que sous l'action de la résultante das.
forces centrifuges instantanées prenant naissan- ce aux- divers instants de l'oscillation (forces centrifuges toujours de même sens mais passant d'une valeur nulle aux deux- extrémités de la course à un maximum intermédiaire),
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en reliant la masselotte 27 par une tige 29 courant par exemple le long du bras 12, à l'une des deux extrémités d'un renvoi de sonnette 30 tel, et articulé de manière elle-même telle autour d'un axe 31 solidaire du levier 8, que, lorsque la susdite extrémité se rapproche du guide de la masselotte 27, l'autre extrémité dudit renvoi de sonnette s'écarte de l'axe de pivotement 9, enfin en prenant, sur cette autre extrémité, le susdit point 26, ce grâce à quoi, lorsque le moteur tend à dépasser la vi- tesse maximum admise,
le point 26 s'écarte de l'axe 9, la vi- tesse du tiroir 22 croît, donc la durée de l'injection décroît, d'où. rétablissement de l'équiliore.
On conçoit que, selon les diverses réalisations entre lesquelles il sera possible de choisir, et:, notamment selon que l'arc de cercle décrit par le point 26 par rapport au levier 8 lors des déplacements de la masselotte sera plus ou moins ra- dial par rapport à l'axe 9, la variation de la durée de l'in- jection s'accompagnera, ou non soit d'une avance, soit d'un re- tard, de tout le temps d'injection.
Pour ce qui est maintenant des moyens à utiliser pour assurer l'échappement des gaz brûlés, on les constitue de tou- te manière appropriée, par exemple de manière à obtenir un échappement à fin de course, ou bien, et mieux, un échappement par au moins une soupape ou semblable 32 disposée à la partie supérieure du cylindre.
Dans ce dernier cas, on a, de préférence recours, pour l'actionnement de ladite soupape, à une commande hydrau- lique comportant un piston moteur 33 et un piston récepteur 34 attaquant la soupape 32.
On utilise alors avantageusement, pour assurer l'ac- tionnement du piston moteur 33, soit une came 35, de préférence oscillante et alors portée par le levier 8 coaxialement avec la susdite came 18 @
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(sur la fig. 1 les cames 18 et 35 ont été représentées côte à cote seulement pour donner plus de clarté au dessin) voire par le support oscillant 15 (fig.
2 et 3), came qui imprime dans tous les cas deux aller-retours au piston 33 par tour du mo- teur, soit un dispositif cinématique attelé en un point décri- vant une courbe telle que la courbe B dont il a été question plus haut, courbe présentant une portion, disposée à l'instant où l'échappement doit se produire (c'est-à-dire allant de de- puis un peu avant le point mort bas juqu'à un angle correspon- dant au retard désiré pour la fermture de l'échappement).
Dans le premier de ces cas, il faudra, bien entendu, prévoir des moyens propres à empêcher le déplacement du piston récepteur 34 pour un aller-retour sur deux du piston 33, ce que l'on pourra réaliaer., soit en ayant recours au dispositif cinématique repré- senté schématiquement fig. 1 et décrit dans la demande de bre- vet N 299.042 déposée au-même nom que la présente, le 24 juin 1931, soit en ayant recours à un dispositif faisant de préfé- rence, lui aussi, intervenir les propriétés des courbes du gen- re de-la courbe B, dispositif que l'on constitue avantageuse- ment (fig. 6) en prévoyant, dans la capacité disposée entr.e les pistons 33 et 34, un orifice 36 propre à être coturé par-un ti- roir 37 ou semblable seulement pendant l'une des courses de la came 35 et, pendant l'autre course, à être mis.
en communi- cation avec une capacité de compensation 38, le tiroir 37 étant alors -attaqué, par l'intermédiaire d'une tige 39, par un point 40 (analogue au sus.dit point 20) de la biellette 13, ce grâce à quoi les positions- moyennes du tiroir 37 sont différentes pour les courses- aller et retour de la came 35 et le résultat' désiré peut être atteint.
Dans le second des susdits cas, on attellera par exemple au même point 40 dont il vient d'être question, lune
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des extrémités d'une tige 41 dont l'autre extrémité 42 se dé- placera alors d'un mouvement alternatif irrégulier que, si le tout est judicieusement établi, présentera une descente accent tuée précisément à l'instant où la soupape d'échappement soit s'ouvrir.
On voit par les dessina que, dans le cas d'un moteur vertical agencé ainsi que décrit plus haut, la courbe B est limitée, tant vers le haut que vera le bas, par des courbes tournant.leur concavité vers le. haut, la courbe inférieure étant plus concave que la courbe supérieure*. On conçoit donc que l'on pourra, si on le désire, -en donnant à la tige 41 une longueur appropriée obtenir un déplacement faible de l'extrémi- té 42 de ladite tige pendant que le point 40 décrira cette courbe supérieure, tandis que ladite extrémité 42 descendra, et remontera rapidementpendant que le point 40 décrira la susdite courbe inférieure*
On attelle alors-, par exemple par un basculeur 43 (fig. 7) ou un culbuteur 44 (fig.
8) cette extrémité 42 au pis- ton moteun qui se trouve ainsi mû dans de bonnes conditions.
Si l'on préfère avoir recours, pour commander le pis- ton récepteur, à un basculeur 43 (fig. 7), on disposera alors de préférence les corps de pompe pour les pistons moteur et - récepteur dans le prolongement l'un de l'autre, ce qui. simpli- fie à l'extrême l'installation et présente de grands avantages en ce qui concerne le bon remplissage du système hydraulique et l'évacuation de l'air hors dudit système.
Si l'on préfère,,par contre, avoir recours à un cul- buteur 44, on utilisera avantageusement, comme point de pivo- tement de ce culbuteur, l'axe 9 lui-même, le corps de pompe mo- teur étant alors relié au corps de pompe récepteur par une tu- bulure appropriée.
Bien entendu et pour avoir une ouverture et une fer- meture brusques de la soupape 32, on n'utilisera, de préféren- ce, pour assurer la levée de cette soupape, qu'une partie de
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la course du piston 33, par exemple celle figurée en trait fort sur lea courbes. B des fig. 7 et 8.
On parviendra facilement à ce résultat en ménageant (fig.
8), dans la paroi du cylindre 45 dans lequel se déplace le piston 33, une lumière 46 par laquelle le liquide refoulé par le piston puisse s'échapper tant que le piston n'a pas. obturé ladite lumiè- re. Au delà de cette position, au contraire, le piston 33 refoule le liquide vers. la piston récepteur, ce qui provoque l'ouverture de la soupape32.
La fermeture a, elle aussi, lieu bruqquement,à. tel point que, éventuellement, on aura avantage à avoir recours, pour adou- cir la retombée de la soupape sur son siège, à un dispositif amortisseur, par exemple dash-pot.
Le moteur ayant été établi de l'une des. manières venant d'ètre indiquées, on le colleté, bien entendu, par un système de refroidissement approprié, par exemple par un radiateur ou condenseur de vapeur communiquant de*façon convenableavec une chemise de:
refroidissement dont on entoure le cylindre*
On constitue avantageusement ce radiateur par deux fais-- ceaux 45 de. tubes ou.,semblables, perpendiculaires à l'axe du vile'* brequin, émargeant horizontalement d'un collecteur de vapeur, 46 disposé à la partie supérieure de la chambre de vapeur comportée, par la- suadita chemise et s'incurvant vers le bas, de part et d'autre du cylindre, jusqu'à la verticale, pour aboutir dans deux collecteurs d*eau. condensés 47 communiquant eux-mêmes avec, la susdite chemise de refroidissements
On recouvre alora le tout d'un capot 48 dana lequel on ménage,à. sa..
partie supérieure des cuies d'aération 49 et qui, ve- nant s'accoler aux- collecteurs 47 et portant des tôles 50 empê- chant les filets d'air de s'écarter, force l'air pénétrant par lesdites ouïes à passer au travers dea susdits faisceaux.
Avantageusement on prévoit, pour régler. le déoit de l'air de refroidissement; un registre au semblable 51 et, pour assurer la circulation de l'air, un ventilateur,, de préférence porté par le volant 52, aspirant, par sa pontion centrale, l'air ayant traversé: les faisceaux refroidisseurs puis ayant été ca-
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naliaé par le capot 48, ce ventilateur étant de préférence agence, ainsi que décrit dans la demande de brevet de perfec- tionnement N 298.510 déposée au même nom le 28 mai 1931, donc de manière à assurer l'épuration de l'air d'alimentation qui, ainsi qu'on l'a vu plus haut, doit pénétrer dans le carter avant d'être refoulé dans le cylindre.
Dans l'intérieur du capot 48 qui, avantageusement, se racaordera directement avec le susdit carter, on disposera, en outre, le pot d'échappement si nécessaire, ainsi que tous les organes annexes, ce qui permettra d'obtenir un ensemble mo- nobloc complètement blindé.
On conçoit que, quelles- que soient celles des diapo- sitions venant d'être décrites, que l'on ait adoptées, on aura alors réalisé un moteur dont tous les- éléments mooiles seront disposés- latéralement à l'arbre vilebrequin, et présenteront un encombrement transversal au plus égal à celui du maneton de vilebrequin..
Si l'on désire établir un moteur polycylindrique, iL suffira alors de juxtaposer dans un même carter plusieurs dis- positifs cinématiques dont les éléments aeront les mêmes, pour chaque cylindre, le seul organe mobile commun aux divers cylin- dres étant le vilebrequin. Il est évident que, grâce à cette simplification, on réalisera, facilement une grande économie de fabrication dans tous les cas où l'on désirera pouvoir, à vo- lonté, établir dea moteurs présentant un hombre de cylindres variable. Bien entendu, chaque cylindre comportera. aon propre système radiateur, tous lesdits systèmes pouvant cependant être réunis par des. canalisations d'équilibre appropriées.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne ae limite aucunement à celui de ses modea d'application, non plus qu'à ceux..des. mo- des. de réalisation de ses diveraea parties. ayant été plus par- ticulièrement envisagés.; elle en embrasse. au. contraire, toutes les variantes.
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PATENT. "Improvements made to two-stroke engines with. Connecting rod and crank and air supply pump, in particular. Internal combustion engines".
The invention relates to engines. two-stroke with connecting rod and crank and with. air supply pump; and it concerns more particularly (because it is in their case that its application seems to give the most interest), but not exclusively, among these machines, the engines. internal combustion.
Its aim, above all, is to make the said endings such that they respond better than hitherto to the various requirements of practice.
It mainly consists in providing for the control of the piston of the air supply pump to. include in the motors of the type in question a kinematic coupling comprising at least one intermediate member driven by an appropriate oscillating movement.
It consists, put at. apart from this main provision, in certain other provisions, which are preferably used at the same time, and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to a certain mode of application, as well as to certain embodiments of said dis-
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positions; and it aims more particularly still, and this at ,. product title. new industrialists, the driving forces of
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question including application of the aforesaid provisions, the special elements specific to their establishment, as well as the installations, fixed or mobile, comprising such motors.
And she will be able, anyway, - hearth well understood at
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with the aid of the further description which follows, as well as of the accompanying drawings, which additions and drawings are, of course,
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tense, given mainly as an indication. Fig. the of these deasinap shows ;, in schematic axial vertical section, a motor. single cylinder internal combustion
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as vertical, established in accordance with the invention.
Figs. 2 and 3 show, more achematically still, two variants of the overall arrangement of this same machine.
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The. fie.> 4 and 5 show, in the same way, the first a-device for the control of the fuel pump of said motor and the second a device for the automatic regulation of the flow of this pump *
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The end. 6e 7 and 8, show, still in sequence, three different devices for controlling the exhaust valve of the same engine.
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Figures 9 and 10 finally are schematic views, in elevation- and side view with portions, cut or broken away, showing the. circulation of: the cooling air of the radiator system of the engine in question.
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According to the invention, and more particularly according to these. moda6., d! 'tPpJ.ice..tion ,. as well as those of the modes of realization. of its various parts, to which it seems that it takes place. disagree with preference, se. proposing, for example, to establish a single-cylinder engine at. two-stroke, pump feed, the procedure is as follows, or analogously.
This engine is arranged in such a way that it comprises, ainai, that known, on the one hand, a cylinder 1. in which slides a piston mo-
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tor 2 driving through a driving rod 3 a crankshaft 4, and, on the other hand, a body 5 for its air supply pump, said body preferably being disposed concentrically to cylinder 1 and being, in this case, clean to receive an annular piston 6, the assembly preferably being such that, when the piston 2 is in the vicinity of its bottom dead center, it discovers slots 7 making the cylinder 1 communicate with the body of pump 5 and that, when said piston 2 is around aon top dead center,
he also discovers these same openings 7 then making the pump body 5 communicate with the capacity of the casing in which preferably purified air is admitted, but, instead of ensuring the connection of the annular piston 6 1 $ crankshaft by a connecting rod and crank or eccentric device, for this purpose, use is made of a kinematic coupling comprising an intermediate member driven by an appropriate oscillation movement, a cinematic movement which is constituted, by example, by a lever with two arms 8 able to oscillate around an axis 9, a braa 10 of which is connected to the piston 6 for example / at least a rod 11 and of which the other arm 12 is connected for example also by a connecting rod 13, to an axis 14,
fixed with respect to the aforesaid driving rod 3.
The various elements of this kinematic arrangement are preferably arranged in such a way that the ascent of the annular piston 6 is ensured in good time and with a speed greater than that at which it is driven during its descent.
For this purpose, for example, the aforesaid axis 14 is embodied by a journal which is carried laterally to the head of the connecting rod 3.
The projection of this axis on a plane being perpendicular to it then describes an aorta of ellipse A (fig. 1) and this with a slightly irregular speed.
With respect to said ellipse A, the pivot axis Q of the lever with two arms 8 is placed in such a manner and one gives
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to the arm. 12. from. this lever, here $ on the one hand, and to the rod 13, on the other hand * of the lengths themselves such,, that ,, - when the axis 14 describes the ellipse A, therefore that the lever 8 performs a round trip, the arc of ellipse corresponding to the outward stroke is greater than that corresponding to the return stroke.
This result is obtained, in practice, in all cases, except in certain particular cases and, the ellipse A being given, one will discover without difficulty the optimum solution by plotting several diagrams with ¯diverse. 3 values for the length of arm 12 and that of. connecting rod 13.
Advantageously, in addition, a slight offset of the cylinder relative to the engine axis is adopted, which, among other advantages, makes it easier to obtain good distribution by passing the pistons 2 and 6 at the appropriate time. communication lights.
In such a manner, the axis 9 of pivoting of the lever 8, or else. that it is fixed and then carried by the frame of the assembly (fig. 1) in which case the rod 11 must be interposed between the arm 10 and the piston 6, or else that it is capable of moving by example by sliding, or better, by being carried and guided by a support 15 oscillating about an axis 16 dispos.4, itself, either further (fig. 2), or closer (fig. 3), to the crankshaft axis than the axis 9 itself, in which case, of course, the arm 10 can be connected directly to the piston 6.
Depending on the position of this axis 16 as well as the respective lengths of the various lever arms, we will obtain, fine. enten - du, different results with regard to the sought irregularity of the movement of the. lever 8 as well as with regard to the instant of the passages of piatona 2 and 6 opposite the communication lights and the most satisfactory solution will be adapted to these two points of view.
Thanks to the irregularity of movement obtained, we can imagine that when we have. connected The end of the. arms. 10 -from the-
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Via 8 to the annular piston 6, the desired result will have been achieved, namely a slow descent of said piston 6 'corresponding to the pump suction time and a rapid rise of this member corresponding to the delivery time.
One of the solutions which appears to be the most advantageous in practice in the case of a vertical motor is shown in the drawings.
According to this solution, the axis 9 is placed laterally with respect to the axis of the cylinder 1 and at a level higher than that of the motor shaft, the lever 8 is given the form of a bell return turning its two arms. 10 and 12 downwards, the arm 12, connected to the axis 14 being the one furthest from the aforesaid axis, finally the various elements of the set are given lengths such as the arc described by the end of the arm 10 is of the order of 60 and is substantially symmetrical with respect to the horizontal passing through the axis 9.
It will be understood that, thanks to the rapid ascent of the piston 6, a good filling of the engine cylinder is obtained, therefore a good yield.
Of course, the kinematic coupling device just described can be used whatever the cycle (explosion or combustion) according to which it is desired to operate the two-stroke engine to be established.
However, if it is intended more particularly to establish an internal combustion engine, it will be possible to do so very simply thanks to the existence of said kinematic device, a device which can contribute to the action. nement, both of the injection pump 17, and of the exhaust system to be fitted to the engine to be established.
As regards, first of all, the means to be used for the actuation of the injection pump, they will be constituted, advantageously, either by an oscillating cam 18 (FIG. 1) which will be made
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integral with the lever 8, directly attacking the piston of the injection pump by means of a ramp arranged in such a way that the injection. takes place at the desired instant, either by a connecting rod or the like 19 (fig. 4) connecting to the piston of the injection pump - a point of the kinetic coupling describing a curve presenting, with respect to the connecting rod 19, a rising (or falling) part at the instant when the injection. must happen.
In practice, the various points of the link 13 describe such curves. Thus, if we choose a point 20 of said link located closer to the arm 12 than to the axis 14, we see that it describes a curve B having a part (shown in a thick line in FIG. . 4) traversed by point 20 during the period in which the most prolonged injection that one has to envisage (that is to say going at least from a little before top dead center to at an angle of for example 30 after this point), part which descends with respect to the connecting rod 19 if this connecting rod is given a sufficient length, therefore which is liable to cause the piston or the pump to rise. which for the mne. of its parts at least, can produce repression '.
Whatever the mode of actuation adopted, the piston of the injection pump will have the same stroke for each revolution of the engine. However, it will of course be generally useful to provide for. means suitable for varying the flow rate of the pump in order to be able to vary the operating speed or keep it constant for different loads.
For this purpose, for example, we will have to use any appropriate device, such as that comprising, as is known, a piston having ramps suitable for coacting with the orifices of the cylinder, said piston being able to be brought to turn around its axis in order to vary at least one of the two instants of the beginning and the end. discharge, the rotation of the piston being ensured ,, either manually or by a centrifugal regulator or the like.
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However, it will be easy to take advantage of the reciprocating movement of lever 8 to establish a particularly simple and efficient speed regulator.
For this purpose, for example (fig. 5), the injection pump 17 is formed in such a way that, when its piston rises, it ensures the delivery as long as a duct 21, opening into the chamber. delivery, is not closed, there is provided, in order to control this duct 21, a slide or the like 22 which is advantageously produced in the form of a piston sliding in a cylinder 23 into which the duct opens. 21 and suitable either, for certain of its positions, to @@ ture said duct 21, or, for its positions below and beyond the preceding ones, to put it in communication with a supply duct 24, and, finally, it is provides, for the actuation of the slide 22,
means such that the speed of said slide-at the moment when the aforesaid piston passes opposite the conduit 21 (therefore the duration of the injection) ', may vary as well as, possibly, the instant @ of the middle of the injection .
It will be understood that this arrangement is particularly advantageous since it makes it possible: on the one hand, to have the outlet of the conduit 21 in the cylinder of the injection pump above the part of this cylinder which is in contact with the piston , therefore to have a pump body without lights to be of great hardness, which makes it possible to establish said pump body for example in regulator or other similar body as described in patent application N 296,022 filed in the same name that this January 21, 1931., on the other hand, to give the outlet of the conduit 21 in the cylinder 23, the shape of an annular groove ensuring a start and a sudden rupture of the flow of the injection pump;
@ on the other hand, finally, if we close the part of the cylinder
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23 located opposite that of the faces of the slide 22 which determines the end of the injection, to obtain, if the movement of said slide after said end is extended, a suction effect which ensures a vacuum in the duct going to the inector (from where re-aspiration of the small drop of fuel remaining the orifice of the injector at the end of the injection) as well as the rapid filling. the injection pump; of course, in this case, it will be necessary to provide, in the blind part of the cylinder 23, a valve * + returning to the supply duct in order to ensure the evacuation of the oil during the sealing. tion, by the slide 22, of the duct 24.
In the particular case of the motor comprising the kinematic device described above, the means are advantageously constituted for actuating the spool 22 in such a way that this spool tends to move more quickly when the reciprocating movement of the lever. together. bras- 8 becomes faster. This effect is simply connected, for example by a connecting rod 25, said spool 22 to a point 26 oscillating with said lever 8 and which is caused to move away from the pivot axis 9 when the speed of oscillation of the lever 8 is believed, an arrangement which is made, for example-as shown in FIG.
5, by using a mass.elotte 27 capable of sliding in a radial guide carried by the arm 12 preferably towards its free end, a spring 28 tending to prevent it from deviating from the pivot axis 9, by adding to this weight a damping device (dash-pot or similar) such that, when the lever 8 oscillates, the weight only moves under the action of the resultant das.
instantaneous centrifugal forces arising at the various instants of the oscillation (centrifugal forces always in the same direction but passing from a zero value at both ends of the stroke to an intermediate maximum),
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by connecting the weight 27 by a rod 29 running for example along the arm 12, at one of the two ends of a bell return 30 such, and articulated in such a manner around an axis 31 integral with the lever 8, that when the aforesaid end approaches the guide of the flyweight 27, the other end of said bell return moves away from the pivot axis 9, finally by taking, on this other end, the aforesaid point 26 , whereby, when the engine tends to exceed the maximum permitted speed,
point 26 moves away from axis 9, the speed of spool 22 increases, therefore the duration of the injection decreases, hence. restoration of equilibrium.
It will be understood that, according to the various embodiments between which it will be possible to choose, and :, in particular depending on whether the arc of a circle described by point 26 with respect to the lever 8 during the movements of the weight will be more or less radial With respect to axis 9, the variation in the duration of the injection will be accompanied, or not, either by an advance or a delay, by the entire injection time.
As regards the means to be used to ensure the exhaust of the burnt gases, they are all suitably constituted, for example so as to obtain an exhaust at the end of the stroke, or else, and better still, an exhaust by at least one valve or the like 32 disposed at the top of the cylinder.
In the latter case, use is preferably made, for actuating said valve, of a hydraulic control comprising a driving piston 33 and a receiving piston 34 driving the valve 32.
To ensure the actuation of the motor piston 33, either a cam 35 is then advantageously used, preferably oscillating and then carried by the lever 8 coaxially with the aforesaid cam 18 @.
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(in fig. 1 the cams 18 and 35 have been shown side by side only to give more clarity to the drawing) or even by the oscillating support 15 (fig.
2 and 3), cam which in all cases prints two round trips to the piston 33 per revolution of the motor, that is to say a kinematic device coupled to a point describing a curve such as curve B which has been discussed more top, curve presenting a portion, disposed at the instant when the escapement is to occur (that is to say going from a little before bottom dead center to an angle corresponding to the desired delay for closing the exhaust).
In the first of these cases, it will, of course, be necessary to provide means suitable for preventing the displacement of the receiving piston 34 for one round trip of the piston 33, which can be achieved, either by having recourse to the kinematic device shown schematically in fig. 1 and described in patent application N 299.042 filed under the same name as the present, on June 24, 1931, either by using a device which also preferably involves the properties of the curves of the gen- re of the curve B, a device which is advantageously formed (fig. 6) by providing, in the capacity arranged between the pistons 33 and 34, an orifice 36 suitable for being dimensioned by a drawer 37 or the like only during one of the strokes of the cam 35 and, during the other stroke, to be set.
in communication with a compensation capacitor 38, the spool 37 then being attacked, by means of a rod 39, by a point 40 (analogous to the aforementioned point 20) of the connecting rod 13, this thanks to whereby the average positions of the spool 37 are different for the forward and return strokes of the cam 35 and the desired result can be achieved.
In the second of the aforementioned cases, one will hitch for example at the same point 40 which has just been discussed, moon
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ends of a rod 41 whose other end 42 will then move in an irregular reciprocating movement which, if the whole is judiciously established, will present an accented descent killed precisely at the instant when the exhaust valve is open up.
It can be seen from the drawings that, in the case of a vertical motor arranged as described above, the curve B is limited, both upwards and downwards, by curves turning their concavity towards the. high, the lower curve being more concave than the upper curve *. It is therefore conceivable that it will be possible, if desired, by giving the rod 41 an appropriate length to obtain a small displacement of the end 42 of said rod while the point 40 will describe this upper curve, while said end 42 will descend, and rise rapidly while point 40 describes the aforesaid lower curve *
It is then hitched, for example by a rocker 43 (fig. 7) or a rocker arm 44 (fig.
8) this end 42 to the moteun piston which is thus moved in good conditions.
If one prefers to have recourse, to control the receiving piston, to a rocker 43 (fig. 7), then the pump bodies for the motor and receiver pistons will preferably be placed in the extension of one of the 'other, which. simplifies the installation to the extreme and presents great advantages as regards the correct filling of the hydraulic system and the evacuation of the air out of said system.
If one prefers, on the other hand, to have recourse to a rocker arm 44, one will advantageously use, as point of pivoting of this rocker arm, the axis 9 itself, the pump motor body then being connected to the receiving pump body by a suitable tube.
Of course, and in order to have a sudden opening and closing of the valve 32, one will preferably use, to ensure the lifting of this valve, only a part of the valve.
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the stroke of the piston 33, for example that shown in solid lines on the curves. B of fig. 7 and 8.
This can be easily achieved with care (fig.
8), in the wall of the cylinder 45 in which the piston 33 moves, a slot 46 through which the liquid delivered by the piston can escape as long as the piston has not. shut off said light. Beyond this position, on the contrary, the piston 33 delivers the liquid towards. the receiving piston, which opens the valve 32.
The closing also suddenly takes place at. to such an extent that, eventually, it will be advantageous to have recourse, to soften the fall of the valve on its seat, to a damping device, for example dash-pot.
The engine having been established from one of the. manners having been indicated, it is collared, of course, by an appropriate cooling system, for example by a radiator or vapor condenser communicating in a suitable way with a jacket of:
cooling with which we surround the cylinder *
This radiator is advantageously constituted by two beams 45 of. tubes or., similar, perpendicular to the axis of the vile '* brequin, emerging horizontally from a steam manifold, 46 arranged at the top of the steam chamber behaved, by la- suadita jacket and curving towards the bottom, on either side of the cylinder, up to the vertical, to end in two water collectors. condensates 47 communicating themselves with, the aforesaid cooling jacket
We cover the whole thing with a hood 48 dana which we spare, to. her..
upper part of the ventilation covers 49 and which, coming to join the collectors 47 and bearing sheets 50 preventing the air streams from moving away, forces the air entering through said openings to pass through through the aforesaid beams.
Advantageously, provision is made to settle. the deoit of the cooling air; a similar register 51 and, to ensure the circulation of air, a fan, preferably carried by the flywheel 52, sucking, through its central pontion, the air having passed through: the cooling beams then having been cooled
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naliaé by the cover 48, this fan being preferably fitted, as described in the improvement patent application N 298,510 filed with the same name on May 28, 1931, therefore so as to ensure the purification of the air from feed which, as seen above, must enter the crankcase before being forced into the cylinder.
In the interior of the cover 48 which, advantageously, will be connected directly with the aforesaid casing, there will also be the exhaust if necessary, as well as all the ancillary components, which will make it possible to obtain a mo- fully armored nobloc.
It will be understood that, whatever the slides just described, which have been adopted, we will then have produced an engine of which all the movable elements will be arranged laterally to the crankshaft, and will present a transverse size at most equal to that of the crankshaft pin.
If it is desired to establish a polycylindrical engine, it will then suffice to juxtapose in the same crankcase several kinematic devices whose elements will have the same elements, for each cylinder, the only movable member common to the various cylinders being the crankshaft. It is obvious that, by virtue of this simplification, a great manufacturing economy will easily be achieved in all cases where it is desired to be able, at will, to establish engines having a variable number of cylinders. Of course, each cylinder will have. aon own radiator system, all said systems can however be combined by. appropriate balance pipelines.
As goes without saying, and as it emerges moreover already from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, nor to those..des. modes. of realization of its various parts. having been more particularly considered .; she kisses some. at. contrary, all variants.