<Desc/Clms Page number 1>
"MOTEUR A COMBUSTION INTERNE"
La présente invention se rapporte aux moteurs combustion interne à deux temps à plusieurs cylindres, du type dans lequel la charge d'air est introduite dans le cylindre à son extrémité èxtérieure(ou, dans des moteurs à pistons opposés, à l'une et l'autre extrémités du cylindre commun), tandis qu'un orifice d'échappement est ménagé près de l'autre extrémité du cylindre pour l'évacuation des gaz résultant de la combustion. L'invention est applicable à des moteurs à allumage par compression et à d'autres moteurs dans lesquels le combustible est introduit à une phase du cycle postérieure à l'introduction de la charge d'air.
<Desc/Clms Page number 2>
Conformément à la présente invention,les cylindres d'un moteur du type spécifié ci-dessus, ayant des pistons travaillant dans un ordre cyclique, sont reliés entre eux par paires de telle manière que, tandis que la plus grande partie des gaz de la combustion est évacuée de chaque cylindre par un orifice d'échappement comme d'habitude, une plus petite partie de ces gaz est prélevée près de l'extrémité du cylindre correspondant à l'entrée d'air, et cette partie plus petite des gaz est transférée dans un autre cylindre du moteur dans le but de faciliter la combustion dans celui-ci, la communication entre les cylindres étant commandée par les pistons de la paire de cylindres reliés entre eux pendant les moitiés extérieures de leurs courses.Un dispositif auxiliaire,produisant une variation automatique des volumes des cylindres,
sert à assurer l'allumage du combustible dans des conditions autres que celles correspondant au fonctionnement normal, par exemple lors de la mise en marche.
Dans le cycle habituel de travail des moteurs du typé considéré, l'accroissement de température de la charge d'air,qui précède l'introduction et l'allumage du combustible,ne peut pas être plus Grand que celui qui correspond à une compression adiabatique; en pratique, l'accroissement de température de l'air est lcin d'être celui correspondant à une véritable compression adiabatique, car l'air perd de la chaleur nar contact avec la paroi du cylindre.
Il faut par conséquent emnloyer des pressions de compression extrêmement élevées,et des volumes de compression faible:: correspondants, dans des moteurs à allumage par compres- sion tels que construits jusqu'ici,pour que la temnérature de la charge comprimée puisse être suffisamment élevée pour produire l'allumage du combustible.
La présente invention a pour but essentiel de permettre d'atteindre les températures d'allumage nécessairesave (les pressions de compression relativement faibles et des volumes de compression relativement grands.
<Desc/Clms Page number 3>
Jusqu'ici, en raison des pressions de compression élevées qui sont nécessaires, et des pressions d'explosion encore plus élevées qui en sont la conséquence, les moteurs a. allumage par compression présentent, comme il est reconnu de façon générale, certains inconvénients sérieux, à savoir :
I) Un poids relativement élevé et un prix élevé de fabrication, dûs à la grande résistance nécessaire dans les organes supportant les pressions d'explosion;
2) Une marche brutale et bruyante du moteur,par suite du développement brusque des pressions d'explosion élevées ;
3) La difficulté d'injecter le combustible sans qu'il soit amené en contact avec les parois des petites chambres de combustion, avec la combustion incomplète qui en résulte;
4) La difficultéde mise en marche.
Tous ces inconvénients sont évités, ou tout au moins réduits en grande partie, par la.présente invention.
Sur les dessins ci-joints, donnés à titre d'exemple:
La fig.I est une vue en coupe axiale, suivant la ligne I-I de la fig.3, d'un moteur à trois cylindres et à plateau oblique rotatif, construit conformément l'invention.
La fig.2 est une vue en coupe transversale du bloc de cylindres du moteur, suivant la ligne II-II de la fig.I.
Les fig. 3 et 4 sont des vues partielles en coupe transversale respectivement suivant les lignes III-III et IV-IV de la f'ig.I.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale -oartielle sui- vnt la ligne brisée V-V des fig.I et 2.
La fig.6 est une vue en coupe transversale d'une autre forme de réalisation du moteur.
La fig.7 est un diagramme montrant la suite des phases de fonctionnement.
Dans le moteur représenté sur les fig.I à 5, les trois cylindres A,B,O sont disposés à des intervalles angulaires égaux
<Desc/Clms Page number 4>
autour de l'arbre principal 1. Le moteur est représenté à la phase dans laquelle le piston 3 du cylindre A se trouve à son oint mort intérieur ou point mort haut, c'est à dire au noint de compression maximum pendant le fonctionnement normal;
les pistons(désignes également par 3,3)des cylindres B et C se trou- vent/alors chacun aux trois quarts de leurs courses à partir du peint mort haut et se déplacent respectivement vers l'extérieur et vers l'intérieur comme représenté par des flèches sur la fig.5,
Dans le bâti principal 4 du moteur sont formées pne chambre 5 pour le plateau oblique rotatif 2 ,une chambre 6 pour l'air de balayage, et une chemise de circulation d'eau 7 autour des cylindres. Les cylindres peuvent être d'une seule pièce avec le bâti principal du moteur ou être assemblés indépendamment à celui-ci ou peuvent être montés séparément dans celui-ci sous forme de fourreaux 8 comme représenté. Le bâti principal 4 porte également des paliers 13 pour l'arbre 1.
Les pistons 3 sont formés d'une seule pièce avec ou sont assemblés à des pièces en forme d'étriers 9, qui portent des sabots 10, venant en engagement avec le plateau oblique 2; des pistons 11, assemblés à ou d'une seule pièce avec les étriers 9, peuvent être Armés sur le côté opposé du plateau oblique 2, pour fournir l'air e balayage et l'air de charge, ou bien, l'air peut être fourni par un ventilateur ou compresseur, d'un genre approprié quelccnque,commandé par le moteur ou indépen- damment de celui-ci.
Le moteur est alimenté d'huile de graissage sous pression par une pompe 14, qui aspire cette huile par une conduite 15 à partir d'un réservoir 16 et qui la refoule par une conduite 17 à une tuyère 18, qui sert à lubrifier le dispositif de plateau oblique, et à d'autres organes, comme décrit ci-après.
La nompe 14 est commandée par l'arbre principal 1 par l'inter- médiaire de roues dentées 19.
<Desc/Clms Page number 5>
La culasse de cylindre 20 ,qui peut constituer une seule pièce commune à tous les trois cylindres,comprend une chemise circulation d'eau 21 et des orifices d'échappement 22, et est munie de soupapes d'échappement 33,supportées dans des guides 24 pour les tiges de soupapes et actionnées par un mécanisme à culbuteur du type habituel à partir d'une seule came 25, montée sur l' arbre 1.
Il peut être nrévu une seule soupape d'échappement dans chaque cylindre, ou comme représenté sur la fig. ,deux soupa.pes d'échappement 23 peuvent être prévues pour chaque cylindre, les deux soupapes de la paire étant commandées simultanément par le poussoir 26 actionné par -la came, 25( fig.l), ces soupapes étant ramenées sur leurs sièges par des ressorts 30.
On comprendra que l'on peut régler le moment et le degré d'ouverture des soupapeh d'échappement par exemple, en modifiant le calage de la came 25 de commande de l'échappement sur l'arbre 1, indépendamment de la commande des lumières d'admission et de transfert décrites ci-après.
L'emplacement axial de l'arbre 1, du plateau oblique 2 et des pistons 3 venant en engagement avec le plateau rotatif oblique 2 au moyen des sabots 10, est déterminé par le contact du collier de butée 31,fixé sur l'arbre moteur 1, avec la butée cylindrique 32 par l'intermédiaire des tampons ou rouleaux 33.
Dans les buts expliqués ci-après, la butée 32 est de préférence supportée par le bloc des culasses des cylindres, ou par une autre partie fixe du moteur, par l'intermédiaire de ressorts 34 qui, par leur compression permettent un déplacement axial des parties sur une certaine distance. Tout mouvement de retour au-delà de la distance admissible est empêché par le contact du collier de butée 31 sur l'arbre 1 avec un épaulement 35 sur le bloc de guidage 20a assemblé au bloc 20 des culasses des cylindres.
A ses deux extrémités ,qui sont de diamètres différents, la butée 32 s'adapt e étroitement dans le bloc 20 des culasses
<Desc/Clms Page number 6>
des cylindres; des bagues ou rainures d'étanchéité 36,37 sont ménagées dans ces extrémités de la butée, de sorte que la chambre 38 délimitée entre l'extérieur de la butée 32 et l'intérieur du bloc 20 des culasses des cylindres,forme un dash-pot pour empêcher un mouvement axial rapide excessif de la butée.
La chambre 38 peut être maintenue pleine d'huile au moyen de la conduite 17 partant de la pompe 14 et une soupape-pointeau 39 peut être prévue pour faire varier le degré d'ouverture du branchement 40, allant de la chambre 38 à la chambre contenant le collier de butée 31 ou ailleurs, et pour déterminer ainsi la rapidité du mouvement de la butée 32 et des pièces supportées sur celle-ci.
Ces pièces et les pistons sont représentés en traits pleins sur les fig.I et 5 dans les nositions correspondant au travail normal du moteur à charge complète ,et, sur ces fig.I à 5, comme déjà. mentionné, la phase représentée du cycle moteur est celle dans laquelle le piston 3 du cylindre A se trouve à son peint mort haut.
Une série circonférentielle de lumières de balayage 41 sont ménagées dans la paroi 8. du cylindre à l'extrémité extérieure de chaque cylindre, en établissant ainsi la communication entre le cylindre et la chambre de balayage 6 (fig.1 et 3).
Les lumiexes 41 sont découvertes par les onds de pistons 3 lorsque ces derniers se trouvent dans leur position de fin de course vers l'extérieur, comme repréaenté par des traits interrompus sur les fig.Iet 5. D'autres lumières, appelées ci-après lumières de transfert, sont aménagées dans chaque paroi de cylindre 8,intérieurement par rapport aux lumières de balayage 41.
Ces lumières de transfert de chaque cylindre sont de préférence formées en deux groupes 43a et 43b,les lumières 43a étant disposées de façon à amener des gaz dans un conduit 44, qui communique avec les lumières 43b du cylindre qui précède le cylindre considéré dans l'ordre du cycle dumoteur comme représenté sur les fig.1,2 et 5.
<Desc/Clms Page number 7>
Une partie du conduit 44 est de référence nonstituée par une pièce séparée et facilement amovjble 45, qui peut présenter la forme de coin, comportant des faces inclinées l'une sur l'autre, s'adaptant à des faces correspondantes formées sur le bâti du moteur, et maintenue en position dans celui-ci par des ressorts 46, comprimés par des boulons 47, comme représenté sur les fig. I et 2;cette construction facilite l'enlèvement pour le nettoyage, etc.. et permet un léger déplacement relatif des pièces sous l'action de dilatations thermiques, de même qu'elle facilite le refroidissement de la pièce 45 en permettant la circulation de l'air extérieur autour de celle-ci. Ou bien, la pièce 45 peut être munie d'une chambre à circulation d'eau pour son refroidissement.
Les fonctions des lumières de transfert 43a, 43b et du conduit 44 sont les suivantes:
Le piston 3 du cylindre A se trouvant dans sa position de point mort haut, comme représenté sur les fig.1 et 5, le combustible,introduit dans ce cylindre(par l'injecteur 50 ou autrement), se trouve en cours de combustion, et la charge d'air se trouve, ou approximativement, à sa pression maximum.
Au même instant, le piston! du cylindre B, qui précède le cylindre A dans l'ordre du cycle moteur et dans lequel la combusti tion et une détente partielle ont déjà eu lieu, a effectué les trois-quarts de sa course extérieure et à découvert les lumières de transfert 43a de son cylindre. Les lumières 43b du cylindre 0, qui précède le cylindre B dans l'ordre du cycle moteur, sont également découvertes à ce moment, le piston 3 du cylindre C ayant alors effectué seulement un quart de sa course de retour.
Les gaz dans le cylindre 0, s'étant précédemment échappés dans l'atmosphère par les soupapes 23 dans la culasse de ce cylindre, et le cylindre ayant été rechargé d'air frais à basse pression, comme expliqué ci-dessous en référence au cylindre B, il se produit un écoulement des/produits de la combustion,se trouvant à une pression et à. une température relativement élevées dans le cylindre B, avec une vitesse éle-
<Desc/Clms Page number 8>
vée,par les lumières 43a du cylindre B,le conduit 44, et les lumières 43b du cylindre 0, dans ce dernier cylindre. La charge dans celui-ci est ainsi chauffée et comprimée, en même temps que la pression des produits de combustion dans le cylindre B est réduite.
Cette action continue jusqu'à ce que le¯piston 3 du cylindre C ferme ses lumières 43b,¯après quoi la compression de la charge dans ce cylindre C est achevée de la manière habituelle par le mouvement ultérieur du piston dans sa course intérieure..
Le piston 5, du cylindre B continuant sa course extérieure, la pression des gaz contenus dans ce cylindre B continue à diminuer, et le piston 3 découvre ensuite ses lumières de balayage 41; à ce moment, de l'air de balayage pénètre dans le cylindre par ces lumières 41 et chasse les produits de combustion restants par la soupape d'échappement 23, la came 25 étant calée de telle manière que la soupape d'échappement est ouverte pendant cette phase.. Le cylindre B ayant été rempli de la charge d'air frais, les lumières 41 sont à nouveau fermées par le mouvement de retour de son piston 3 dans sa course intérieure; la soupape d'échappement 23 se ferme également sous l'action de son ressort, cette soupape étant rend e libre par la came 25.
Comme les pistons sont tous actionnés par le plateau oblique rotatif 2 dans un ordre cyclique, la série d'évènements qui viennent d'être décrits aura lieu de la même manière dans chacun des cylindres à son tour. Le diagramme de la fig.7, qui est expliqué plus complètement ci-après, montre la suite des phases du cycle relativement à tous les cylindres, les six phases du cycle dans chaque cylindre étant les suivantes:
I) Course de travail, c'est à dire combustion du combustible et alétente des produits de la combustion.
2) Transfert d'une partie des gaz, provenant d'un cylindre, dans un cylindre qui le précède dans le cycle.
3) Echappement des produits restants de la!combustion, avec introduction simultanée d'une charge d'air frais.
4) Accroissement :le la température et de la pression de la
<Desc/Clms Page number 9>
charge d'air frais par l'introduction de gaz chauds par transfert à. partir d'un cylindre qui suit le cylindre considéré dans le cycle.
5) Course de compression, accompagnée par un accroissement correspondant de la température au degré nécessaire pour allumer le combustible.
6) Introduction et allumage du combustible, après quoi la combustion s'effectue comme spécifié en I) ,le cycle se répétant ensuite.
Il est important, pour que le cycle soit réalisé avec succès, que les produits de la combustion, introduitsà la phase 4 du cycle, soient mélangés intimement avec la chamge d'air déjà introduite dans le cylindre et que ce mélange soit achevé avant que le combustible soit injecté dans celui-ci. A cet effet, les lumières de transfert 43b ,de même que les lumières 41 d'admission d'air de balayage, sont de préférence dirigées tangentiellement dans le cylindre, comme représenté sur la fig.2. Chaque conduit 44, avec ses lumières 43a et 43b, est construit approximativement suivant une ligne droite et 'ores en- te une forme se rapprochant de celle d'un tube de Venturi (tuyère convergente-divergente), comme indiqué sur la fig.2 également .
Au lieu que les lumières 43a et 43b soient disposées par paires,'comme représenté, on peut utiliser une seule lumière dans chaque cas. ìl outre, les lumières 43a et 43b de chaque cylindre peuvent être réunies en une seule lumière 43, comme représenté sur la fig.6, cette lumière unique servant alternativement d'orifice d'entrée et (l'orifice de sortie pour les gaz transférés entre les cylindres.
Lorsqu'on met le moteur en marche à froid, ou lorsqu'il travaille sous des charges très légères, le chauffage préalable par transfert de produits chaude de la combustion partir d'un cylindre à un autre, comme décrit précédemment, n'est pas effec- tif ; pour obvier à la difficulté qui se présente ainsi, il est prévu un dispositif pour déplacer automatiquement lesistons dans une direction axiale en même temps que l'arbre principal.
<Desc/Clms Page number 10>
La force et 1'élasticité des ressorts-34 sont déterminées de telle manière que dans des conditions de fonctionnement normales, la pression moyenne des gaz dans les cylindres,agissant par l'intermédiaire des pistons 3, des sabots 10 ,du plateau oblique 2 et de l'arbre 1 ,est suffisante pour comprimer les ressorts 34 et pour maintenir les nièces dans les positions relatives représentées en traits pleins sur la fig.I. Lors de la mise en marche, avent que la combustion ait lieu, et pour des charges légères,la pression moyenne dans les cylindres est plus faible ; dans ces conditions, les ressorts 34 repoussent les pièces jusqu'à ce que le fond du piston 3 occupe, au point mort haut, la position représentée en traits interrompus en 51 sur la fig.I.
Le volume de compression, correspondant à cette position, n'étant pas plus grand, relativement au déplacement du piston, que d'habitude dans des moteurs à allumage par compression, la pression -le compression sera alors suffisamment élevée pour effectuer l'allumage du combustible lorsque le moteur est mis en marche par l'un quelconque des dispositifs habituels de mise en marche. Ensuite, dès que la combustion est effectuée et que le moteur commence à marcher sur sa propre puissance, des gaz chauds seront disponibles et pourront être transférez de chaque cylindre au cylindre qui le précède dans le cycle, et la pression moyenne dans les cylindres sera accrue; les ressorts 34 seront comprimés, et les volumes de compression des cylindres seront accrus, jusqu'à ce qu'une position d'équilibre soit atteinte.
Lorsqu'on arrive à la charge complète, cette position d'écailibre sera celle représentée en traits pleins sur la fig.1.
Le procédé de variation des volumes de compression des cylindres d'un moteur à plateau oblique rotatif, consistant à déplacer longitudinalement une butée de l'arbre principal, tel que décrit ci-dessus de façon générale, n'est pas nouveau en luimême, car il a été décrit (toutefois dans un dispositif actionné à la main et non automatique) dans le brevet belge N 343673 du 20 juillet 1927. /-
<Desc/Clms Page number 11>
Il est bien entendu que le nombre des cylindres n'est pas nécessairement trois, mais qu'il peut être un nombre plus grand quelconque, permettant le transfert des gaz à partir d'un cylindre à un autre à. des phases appropriées.
Il est également bien entendu que le procédé de transfert, dès gaz à partir d'un cylindre à un autre,tel,que décrit ci- dessus, n'est palimité à des moteurs à plateau oblique rotatif, ou à des moteurs comportant des cylindres parallèles à l'arbre moteur, comme représenté sur les dessins, mais qu'il est appli- cable également à des moteurs à arbre-manivelle des types à cy- lindres radiaux et d'autres types, dans lesquels les axes des cylindres sont situés à angle droit par rapport à l'erbre-ma- nivelle.
Dans des moteurs où le procédé décrit ci-@essus nour fa- ciliter la mise en marche(en déplaçant les pistons dans la di- rection de leurc axes, de façon à réduire les volumes de com- pression) n'est pas/applicable, on peut appliquer d'autres pro- cédés pour accroître la température (les cylindres et de leurs charges d'air, avant de commencer le transfert effectif de gaz à partir d'un cylindre à un autre, conformément à l'invention.
Ainsi ,le moteur peut être mis en marche en employant, comme combustiblé, de l'essence allumée par une bougie d'allumage électrique, ou autrement.
Le cycle de travail'd'un moteur à. trois cylindres cons- truit conformément à l'invention,qu'il soit du type à plateau oblique rotatif, du type 2 manivelle, ou d'un autre type est , représenté schématiquement sur la fig.7,qui montre en ordonnées @ la position des fonds 'des pistons de chacun des cylindres A,B,C, / correspondant à toutes les positions angulaire de l'arbre moteur pendant les 360 de son mouvement de rotation(portés en abscis- ses). Après un mouvement angulaire de l'arbré de 180 ,le pis- ton du cylindre A se trouve à. son point mort haut, la phase du cycle étant alors la même que celle représentée sur les fig.I et
5.
A ce moment, les pistons des cylindres B et C sont tous deux aux trois quarts de leurs courses et les lumières de transfert
<Desc/Clms Page number 12>
de ces cylindres sont ouvertes. Comme on le verra par le diagramme de la fig.7, il existe les mêmes conditions pour les cylindres À et C pour un mouvement de rotation de 60 degrés de l'arbre ,et pour les cylindres B et A pour un mouvement de rotation de l'arbre de 300 , que pour les cylindres B et 0 pour un mouvement de rotetion de 180 ;mais, à aucun moment du mouvement de rotation de l'arbre, si ce n'est pour ces positions et au voisinage de ces positions, les lumières de transfert ne sont découvertes simultanément -par deux pistons quelconques.
Le transfert de gaz directement à. partir d'un cylindre à un autre a par conséquent lieu pendant ces trois périodes, en produisant ainsi le cycle précédemment décrit.
REVENDICATIONS
EMI12.1
==============================
L'invention concerne:
I) Un moteur à combustion interne à deux temps à plu- sieurs cylindres, avec des pistons travaillant dans un ordre cyclique,caractérisé en ce que les'cylindressont reliés entre eux par paires, de telle manière que tandis que la plus grande partie des gaz de la combustion est évacuée de chaque cylindre par un orifice d'échappement, comme d'habitude, une plus petite partie de ces gaz est prélevée près de l'extrémité du cylindre
EMI12.2
correspondant a l'entrée d'air et est transférée dans un autre cylindre du moteur dans le but- de faciliter la combustion dans celui-ci, le communication entre les cylindres étant commandée par les pistons de la -aire de cylindres reliés entre eux pendant les moitiés extérieures de leurs courses.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"INTERNAL COMBUSTION ENGINE"
The present invention relates to two-stroke, multi-cylinder internal combustion engines, of the type in which the charge of air is introduced into the cylinder at its outer end (or, in opposed piston engines, at one and the other). (other ends of the common cylinder), while an exhaust port is provided near the other end of the cylinder for the discharge of gases resulting from combustion. The invention is applicable to compression ignition engines and other engines in which fuel is introduced at a phase of the cycle after the introduction of the air charge.
<Desc / Clms Page number 2>
According to the present invention, the cylinders of an engine of the type specified above, having pistons working in a cyclic order, are connected together in pairs in such a way that, while the greater part of the combustion gases is discharged from each cylinder through an exhaust port as usual, a smaller portion of these gases is taken near the end of the cylinder corresponding to the air inlet, and this smaller portion of the gases is transferred in another cylinder of the engine for the purpose of facilitating combustion therein, the communication between the cylinders being controlled by the pistons of the pair of cylinders connected together during the outer halves of their strokes. An auxiliary device, producing a automatic variation of cylinder volumes,
serves to ensure ignition of the fuel under conditions other than those corresponding to normal operation, for example during start-up.
In the usual working cycle of engines of the type considered, the increase in temperature of the air charge, which precedes the introduction and ignition of the fuel, cannot be greater than that which corresponds to adiabatic compression ; in practice, the increase in temperature of the air is lcin to be that corresponding to a true adiabatic compression, because the air loses heat in contact with the wall of the cylinder.
Extremely high compression pressures, and correspondingly low compression volumes, must therefore be employed in compression ignition engines as heretofore constructed, so that the temperature of the compressed charge can be sufficiently high. to produce fuel ignition.
The main object of the present invention is to make it possible to achieve the necessary ignition temperatures (relatively low compression pressures and relatively large compression volumes.
<Desc / Clms Page number 3>
Heretofore, due to the high compression pressures which are required, and the resulting even higher explosion pressures, engines have. compression ignition present, as is generally recognized, certain serious drawbacks, namely:
I) A relatively high weight and a high manufacturing cost, due to the high resistance required in the components supporting the explosion pressures;
2) Sudden and noisy running of the engine, as a result of the sudden development of the high explosion pressures;
3) The difficulty of injecting the fuel without it being brought into contact with the walls of the small combustion chambers, with the resulting incomplete combustion;
4) The difficulty of starting.
All these drawbacks are avoided, or at least largely reduced, by the present invention.
On the attached drawings, given by way of example:
Fig.I is an axial sectional view, along the line I-I of Fig.3, of a three-cylinder engine with a rotating oblique plate, constructed in accordance with the invention.
Fig.2 is a cross-sectional view of the cylinder block of the engine, taken along line II-II of Fig.I.
Figs. 3 and 4 are partial views in cross section respectively along lines III-III and IV-IV of f'ig.I.
Fig. 5 is a longitudinal sectional view taken along the broken line V-V of FIGS. I and 2.
Fig.6 is a cross-sectional view of another embodiment of the motor.
Fig. 7 is a diagram showing the sequence of the operating phases.
In the engine shown in Figs. I to 5, the three cylinders A, B, O are arranged at equal angular intervals
<Desc / Clms Page number 4>
around the main shaft 1. The engine is shown in the phase in which the piston 3 of cylinder A is at its internal dead center or top dead center, ie at maximum compression during normal operation;
the pistons (also denoted by 3.3) of cylinders B and C are then each three quarters of their stroke from the top dead paint and move respectively outward and inward as represented by arrows in fig. 5,
In the main frame 4 of the engine are formed pne chamber 5 for the rotary oblique plate 2, a chamber 6 for the purging air, and a water circulation jacket 7 around the cylinders. The cylinders may be integral with the main frame of the engine or be assembled independently thereto or may be mounted separately therein in the form of sleeves 8 as shown. The main frame 4 also carries bearings 13 for the shaft 1.
The pistons 3 are formed in one piece with or are assembled to parts in the form of calipers 9, which carry shoes 10, coming into engagement with the oblique plate 2; pistons 11, assembled in or in one piece with the calipers 9, can be cocked on the opposite side of the oblique plate 2, to supply the scavenging air and the charge air, or alternatively, the air can be supplied by a fan or compressor of any suitable kind, controlled by or independent of the motor.
The engine is supplied with pressurized lubricating oil by a pump 14, which sucks this oil through a pipe 15 from a reservoir 16 and which delivers it through a pipe 17 to a nozzle 18, which serves to lubricate the device. oblique plateau, and other organs, as described below.
The nompe 14 is controlled by the main shaft 1 via toothed wheels 19.
<Desc / Clms Page number 5>
The cylinder head 20, which may constitute a single part common to all three cylinders, comprises a water circulation jacket 21 and exhaust ports 22, and is provided with exhaust valves 33, supported in guides 24. for valve stems and actuated by a rocker mechanism of the usual type from a single cam 25, mounted on the shaft 1.
There may be only one exhaust valve in each cylinder, or as shown in fig. , two exhaust valves 23 may be provided for each cylinder, the two valves of the pair being controlled simultaneously by the tappet 26 actuated by the cam, 25 (fig.l), these valves being returned to their seats by springs 30.
It will be understood that it is possible to adjust the moment and the degree of opening of the exhaust valves, for example, by modifying the timing of the cam 25 for controlling the exhaust on the shaft 1, independently of the control of the lights. admission and transfer procedures described below.
The axial location of the shaft 1, of the oblique plate 2 and of the pistons 3 coming into engagement with the oblique rotary plate 2 by means of the shoes 10, is determined by the contact of the stop collar 31, fixed on the motor shaft 1, with the cylindrical stop 32 by means of the buffers or rollers 33.
For the purposes explained below, the stop 32 is preferably supported by the block of the cylinder heads of the cylinders, or by another fixed part of the engine, by means of springs 34 which, by their compression, allow axial displacement of the parts. over a certain distance. Any return movement beyond the allowable distance is prevented by the contact of the stop collar 31 on the shaft 1 with a shoulder 35 on the guide block 20a assembled to the block 20 of the cylinder heads.
At its two ends, which are of different diameters, the stop 32 fits tightly into the block 20 of the cylinder heads
<Desc / Clms Page number 6>
cylinders; sealing rings or grooves 36, 37 are formed in these ends of the stop, so that the chamber 38 delimited between the outside of the stop 32 and the inside of the block 20 of the cylinder heads of the cylinders, forms a dash- pot to prevent excessive rapid axial movement of the stop.
The chamber 38 can be kept full of oil by means of the line 17 from the pump 14 and a needle valve 39 can be provided to vary the degree of opening of the branch 40, going from the chamber 38 to the chamber. containing the stopper collar 31 or elsewhere, and thereby to determine the speed of movement of the stopper 32 and the parts supported thereon.
These parts and the pistons are shown in solid lines in fig.I and 5 in the nositions corresponding to the normal work of the engine at full load, and, in these fig.I to 5, as already. mentioned, the represented phase of the engine cycle is that in which the piston 3 of cylinder A is at its top painted dead.
A circumferential series of scanning ports 41 are formed in the cylinder wall 8 at the outer end of each cylinder, thereby establishing communication between the cylinder and the scanning chamber 6 (Figs. 1 and 3).
Lumiexes 41 are discovered by the waves of pistons 3 when the latter are in their outwardly end-of-travel position, as represented by dotted lines in fig.I and 5. Other lights, hereinafter called transfer ports, are provided in each cylinder wall 8, internally with respect to the scan ports 41.
These transfer ports of each cylinder are preferably formed in two groups 43a and 43b, the ports 43a being arranged so as to supply gases into a duct 44, which communicates with the ports 43b of the cylinder which precedes the cylinder in question in the engine cycle order as shown in figs. 1,2 and 5.
<Desc / Clms Page number 7>
Part of the conduit 44 is for reference not constituted by a separate and easily removable part 45, which may have the shape of a wedge, comprising faces inclined one on the other, adapting to corresponding faces formed on the frame of the motor, and held in position therein by springs 46, compressed by bolts 47, as shown in FIGS. I and 2; this construction facilitates removal for cleaning, etc. and allows a slight relative displacement of the parts under the action of thermal expansions, as well as facilitating the cooling of the part 45 by allowing the circulation of the outside air around it. Or, the part 45 can be provided with a chamber for circulating water for its cooling.
The functions of the transfer lights 43a, 43b and the conduit 44 are as follows:
The piston 3 of cylinder A being in its top dead center position, as shown in Figs. 1 and 5, the fuel introduced into this cylinder (via injector 50 or otherwise) is in the process of combustion, and the air charge is at, or approximately, its maximum pressure.
At the same time, the piston! of cylinder B, which precedes cylinder A in the order of the engine cycle and in which combustion and partial expansion have already taken place, has completed three-quarters of its outer stroke and exposed the transfer ports 43a of its cylinder. Lights 43b of cylinder 0, which precedes cylinder B in the order of the engine cycle, are also uncovered at this time, with piston 3 of cylinder C having then performed only a quarter of its return stroke.
The gases in cylinder 0, having previously escaped into the atmosphere through the valves 23 in the cylinder head of this cylinder, and the cylinder having been recharged with fresh low pressure air, as explained below with reference to the cylinder B, there is a flow of the / products of combustion, being at a pressure and at. a relatively high temperature in cylinder B, with a high speed
<Desc / Clms Page number 8>
vee, through the openings 43a of cylinder B, the conduit 44, and the openings 43b of cylinder 0, in the latter cylinder. The charge therein is thus heated and compressed, at the same time as the pressure of the combustion products in cylinder B is reduced.
This action continues until piston 3 of cylinder C closes its ports 43b, after which compression of the load in cylinder C is completed in the usual way by subsequent movement of the piston in its inner stroke.
The piston 5 of cylinder B continuing its outer stroke, the pressure of the gases contained in this cylinder B continues to decrease, and the piston 3 then discovers its scanning ports 41; at this time, purging air enters the cylinder through these ports 41 and expels the remaining combustion products through the exhaust valve 23, the cam 25 being timed so that the exhaust valve is open for this phase .. The cylinder B having been filled with the charge of fresh air, the slots 41 are again closed by the return movement of its piston 3 in its internal race; the exhaust valve 23 also closes under the action of its spring, this valve being released by the cam 25.
As the pistons are all actuated by the rotary oblique plate 2 in a cyclical order, the series of events which have just been described will take place in the same way in each of the cylinders in turn. The diagram in fig. 7, which is explained more fully below, shows the sequence of the phases of the cycle relative to all the cylinders, the six phases of the cycle in each cylinder being as follows:
I) Working race, ie combustion of the fuel and alétente of the products of the combustion.
2) Transfer of part of the gases, coming from a cylinder, into a cylinder which precedes it in the cycle.
3) Exhaust of the remaining products of the combustion, with simultaneous introduction of a charge of fresh air.
4) Increase: the temperature and pressure of the
<Desc / Clms Page number 9>
charge of fresh air by the introduction of hot gases by transfer to. starting from a cylinder which follows the cylinder considered in the cycle.
5) Compression stroke, accompanied by a corresponding increase in temperature to the degree necessary to ignite the fuel.
6) Introduction and ignition of the fuel, after which combustion takes place as specified in I), the cycle then repeating itself.
It is important, for the cycle to be carried out successfully, that the combustion products, introduced in phase 4 of the cycle, are intimately mixed with the air chamber already introduced into the cylinder and that this mixture is completed before the fuel is injected into it. For this purpose, the transfer ports 43b, as well as the scavenging air intake ports 41, are preferably directed tangentially in the cylinder, as shown in fig.2. Each duct 44, with its ports 43a and 43b, is constructed approximately along a straight line and has a shape resembling that of a Venturi tube (converging-diverging nozzle), as shown in fig. 2 also.
Instead of the lights 43a and 43b being arranged in pairs, as shown, only one light can be used in each case. In addition, the ports 43a and 43b of each cylinder can be combined into a single port 43, as shown in fig. 6, this single port alternately serving as the inlet port and (the outlet port for the gases transferred between the cylinders.
When starting the engine cold, or when working under very light loads, pre-heating by transferring hot products of combustion from one cylinder to another, as previously described, is not. effective ; to obviate the difficulty which thus arises, a device is provided for automatically moving the istons in an axial direction together with the main shaft.
<Desc / Clms Page number 10>
The strength and elasticity of the springs-34 are determined in such a way that under normal operating conditions the average pressure of the gases in the cylinders, acting through the pistons 3, the shoes 10, the oblique plate 2 and of the shaft 1, is sufficient to compress the springs 34 and to keep the nieces in the relative positions shown in solid lines in fig.I. When starting, before combustion takes place, and for light loads, the average pressure in the cylinders is lower; under these conditions, the springs 34 push the parts back until the bottom of the piston 3 occupies, at top dead center, the position shown in broken lines at 51 in FIG.
The compression volume, corresponding to this position, not being greater, relative to the displacement of the piston, than usual in compression ignition engines, the pressure - the compression will then be sufficiently high to effect ignition of the piston. fuel when the engine is started by any of the usual starting devices. Then, as soon as combustion has taken place and the engine begins to run on its own power, hot gases will be available and can be transferred from each cylinder to the cylinder preceding it in the cycle, and the average pressure in the cylinders will be increased. ; the springs 34 will be compressed, and the compression volumes of the cylinders will be increased, until a position of equilibrium is reached.
When the full load is reached, this scaled position will be that shown in solid lines in fig. 1.
The method of varying the compression volumes of the cylinders of a rotary slant-plate engine, consisting in longitudinally moving a main shaft stopper, as described above generally, is not in itself new, since it has been described (however in a device operated by hand and not automatically) in Belgian patent N 343673 of July 20, 1927. / -
<Desc / Clms Page number 11>
Of course, the number of cylinders is not necessarily three, but can be any larger number, allowing the transfer of gases from one cylinder to another at. appropriate phases.
It is also of course understood that the process of transferring gas from one cylinder to another, as described above, is not limited to engines with an oblique rotary plate, or to engines comprising cylinders. parallel to the motor shaft, as shown in the drawings, but that it is also applicable to crank shaft motors of the radial cylinder types and other types, in which the axes of the cylinders are located at right angles to the tree ma- nel.
In engines where the process described above to facilitate starting (by moving the pistons in the direction of their axes, so as to reduce the compression volumes) is not / applicable Other methods can be applied to increase the temperature (the cylinders and their air charges, before beginning the actual transfer of gas from one cylinder to another, in accordance with the invention.
Thus, the engine can be started by using, as fuel, gasoline ignited by an electric spark plug, or otherwise.
The duty cycle from engine to engine. three cylinders constructed in accordance with the invention, whether of the rotary oblique plate type, of the crank type 2, or of another type is, shown schematically in fig. 7, which shows on the ordinate the position funds' of the pistons of each of the cylinders A, B, C, / corresponding to all the angular positions of the motor shaft during the 360 of its rotational movement (shown on the abscissa). After an angular movement of the shaft of 180, the piston of cylinder A is at. its top dead center, the phase of the cycle then being the same as that shown in fig. I and
5.
At this time, the pistons of cylinders B and C are both three quarters of their stroke and the transfer lights
<Desc / Clms Page number 12>
of these cylinders are open. As will be seen from the diagram in fig. 7, there are the same conditions for cylinders A and C for a rotational movement of 60 degrees of the shaft, and for cylinders B and A for a rotational movement of the shaft of 300, only for cylinders B and 0 for a rotational movement of 180; but, at no moment of the rotational movement of the shaft, except for these positions and in the vicinity of these positions, the transfer lumens are not simultaneously discovered by any two pistons.
Gas transfer directly to. Starting from one cylinder to another therefore takes place during these three periods, thus producing the cycle previously described.
CLAIMS
EMI12.1
===============================
The invention relates to:
I) A two-stroke, multi-cylinder internal combustion engine, with pistons working in a cyclic order, characterized in that the cylinders are interconnected in pairs, so that while the greater part of the gases of the combustion is vented from each cylinder through an exhaust port, as usual, a smaller portion of these gases is taken near the end of the cylinder
EMI12.2
corresponding to the air inlet and is transferred to another cylinder of the engine for the purpose of facilitating combustion therein, the communication between the cylinders being controlled by the pistons of the cylinder area connected to each other during the outer halves of their races.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.