Procédé d'alimentation d'un moteur à combustion interne à deux temps à commande de l'échappement par fourreau et moteur pour la mise en aeuvre de ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé d'alimentation d'un moteur à combus tion interne à deux temps @à commande de l'échappement par fourreau, dans lequel l'air frais pénètre dans le cylindre à travers des lumières situées vers l'extrémité extérieure de celui-ci et .dans lequel les gaz d'échappe ment quittent le cylindre à travers des lu mières situées vers l'extrémité intérieure de celui-ci.
L'invention comprend également un moteur à combustion interne à deux temps à commande de l'échappement par fourreau pour la mise en oeuvre de ce procédé, dans lequel l'air frais pénètre dans le cylindre à travers des lumières situées. vers l'extrémité extérieure de celui-ci et dans lequel les gaz d'échappement quittent le cylindre à travers des lumières situées vers l'extrémité inté rieure de celui-ci.
Dans le procédé selon l'invention, du combustible, que l'on allume toujours par étincelle, est injecté directement dans le cylindre, on il rencontre l'air frais entrant, le moment auquel l'injection commence va riant avec la charge, mais la période -d'injec tion se terminant au même.instant du cycle pour toutes les charges.
Le moteur à combustion interne selon l'in vention est caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de combustion disposée dans la culasse -du cylindre, communiquant librement avec le cylindre et munie d'un injecteur de combustible et,d'au moins une bougie -d'allu mage adjacente @à cet injecteur qui,est agencé de façon que le combustible, qui est toujours allumé par étincelle, soit injecté sous forme d'un jet conique s'étendant dans la -direction de l'axe -du cylindre,
de sorte qu'il rencontre l'air frais entrant par les lumières d'admis sion, l'injection -de combustible étant com mandée de telle manière qu'elle commence plus tôt dans le cycle lorsque la charge du moteur augmente, et se termine toujours pour la mème position angulaire du vilebrequin, pour toutes les charges.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du mo teur selon l'invention.
Fi-. 1 est une élévation partielle schéma tique en coupe .de la première forme d'èxé- cution.
Fi-. 2 est une coupe verticale, passant par l'axe du vilebrequin, d'une deuxième forme d'exécution.
Fi-. 3 est une coupe verticale faite sui vant un plan perpendiculaire it celui de la fi g. \?.
Fig. 4 représente le diagramme du cycle des moteurs selon fi-. 1 à 3.
Le rapport de compression des moteurs représentés est de l'ordre d'environ 7 à 1. Les organes du moteur représenté à la fi--. 1 sont dans la position correspondant au point mort bas du piston. Ce moteur coin- prend un cylindre A présentant vers son extrémité extérieure des lumières d'admission B communiquant avec une chambre annulaire d'air frais sous pression, non représentée, entourant le cylindre.
Des lumières d'éehap- pement D sont disposées vers l'extrémité inté rieure du cylindre et débouchent dans un col lecteur d'échappement, non représenté, entou rant le cylindre. I n fourreau E est, monté de manière à pouvoir coulisser à l'intérieur du cylindre A. Dans ce fourreau sont ména gées cylindre lumières El de dimensions plus pe- tites que les lumières d'admission B avec les quelles elles coopèrent. Le bord supérieur du fourreau E commande les lumières .d'échap pement D.
A la partie supérieure du cylindre A se trouve la culasse F dans laquelle est disposée une chambre de combustion H de forme géné rale conique. Deux bougies d'allumage G, alimentées par une magnéto non représentée, sont disposées symétriquement par rapport à l'axe du cylindre, de chaque côté d'un injec teur J de combustible alimenté par une pompe non représentée et disposée de ma nière à déboucher au sommet de la. chambre de combustion conique. L'injecteur J a même axe que le cylindre et le combustible sortant de cet injecteur a la forme d'un jet conique Jl dont l'angle au sommet est d'environ 30 à 35 , la chambre de combustion ayant un angle an sommet plus grand, par exemple, de l'ordre de 60 .
L'angle au sommet du jet conique est tel, par rapport au diamètre du cylindre<I>A</I> et à la distance -de l'injecteur<I>J</I> < Lu piston C que, lorsque ç , tri-ci est au point mort bas, la base du jet conique a un dia mètre inférieur à celui du piston, c'est-à-dire que le combustible ne frappe pas la paroi du fourreau, comme représenté à la fi,-. 1.
On va décrire maintenant le fonctionne ment dit moteur représenté à la<B>fi-. 1</B> en partant de la, position du piston au point mort, haut indiqué par<I>P. M. H.</I> sur le dia gramme de la fi,,-. 4. Dans cette position, un mMange combustible-air est comprimé dans la chambre de combustion <I>Il.</I> Ce mélange est allumé par les bougies G, et le piston descend sous l'effet de la pression des gaz. Pour 1a position angulaire du vilebrequin indiquée par E. 0.
(échappement ouvert), le bord supé rieur du fourreau E commence à découvrir les lumières d'échappement D. Le piston con tinue sa course vers le bas et., pour la posi tion du vilebrequin indiquée par<I>A.0.</I> (ad mission ouverte), il commence à découvrir les lumières El du fourreau E qui ont été ame nées en face des lumières d'admission B du cylindre par le déplacement vers le bas du fourreau. Les lumières El du fourreau E sont conformées de préférence de telle ma nière qu'elles ne donnent lieu à aucun mou vement de rotation à l'air entrant dans le cylindre.
La phase suivante du cycle est celle de l'injection de combustible dans le cylindre balayé par de l'air frais. Une marche écono mique est obtenue par un dispositif de ré glage modifiant le début de la période d'in jection tout en maintenant constante la fin de cette période. On considérera ici les deux cas suivants: 10 En pleine charge, l'injection com mence pour la position angulaire Il du vile brequin. 20 En marche à vide, l'injection com mence par la position angulaire I_ -du vile brequin.
Dans chaque cas, la période d'injection se termine pour la même position angulaire du vilebrequin indiquée par A.F. sur la fib. 4.
En reprenant le cycle des opérations, on remarque que -le---pistan, après avoir décou vert les lumières E' du fourreau E arrive dans sa position du point mort bas, repré sentée à la fig. 1 et correspondant à la posi tion angulaire du vilebrequin indiquée par <I>P. M. B.</I> ,sur la fig. 4.
Le point E. F. -de ce diagramme corres pond dans le cycle à la fermeture -de l'échap pement par le bord supérieur .du fourreau E qui s'est déplacé vers le haut.
Pendant sa course de retour et après que l'échappement ait été fermé, le piston ferme les lumières :d'admission, c'est-à-dire l'admis sion d'air frais, pour une position angulaire du vilebrequin indiquée par A. F. sur le dia gramme de la fig. 4, Le mélange combustible- airest alors comprimé par le piston qui arrive dans sa position du peint mort haut et le cycle décrit recommence.
Il est important que pendant le fonction nement du moteur, l'évaporation,du combus tible ou au moins la majeure partie de cette évaporation se produise pendant la période de charge; c'est-à-dire lorsque les lumières d'admission sont encore ouvertes. Cette, éva poration doit se faire très rapidement vu la très courte période de balayage et de rem plissage dans un moteur ,à deux temps.
La chaleur d'évaporation étant prise à partir .de l'air contenu dans le cylindre et non à partir des parois du cylindre, on arrive à obtenir cette rapide évaporation en projetant la com bustible ,sous la forme du jet conique repré senté @à la fig. 1. De cette façon, on obtient également une répartition uniforme -de com bustible dans la charge d'air.
Comme il a déjà été indiqué plus haut, le début de l'injection de combustible varie sui vant la charge. Pour permettre de réaliser cette variation dans la période d'injection de combustible, le moteur décrit comprend une pompe à com bustible à piston entraînée par le moteur. Le piston de cette pompa présente une arête in clinée qui .détermine le début de la course de refoulement effective de ce piston en recou vrant un orifice fige ménagé dans le cylindre de la pompe. La fin de la course de refoule ment effective de la pompe est déterminée par un bord présenté par le piston et se trouvant dans un plan normal à l'axe -du cylindre de cette pompe. Le piston est monté de façon à pouvoir tourner autour de son axe dans le cylindre.
On voit donc que, suivant la position angulaire du piston, le moment du début de la course de refoulement effective, donc le moment du début de l'injection, va riera, tandis que la fin de la course -de re foulement effective, donc la fin de la période d'injection, aura toujours lieu pour la même position du vilebrequin. Un régulateur dé termine la position angulaire du piston en fonction :de la charge de façon que lorsque celle-ci diminue, le début -de la période d'in jection soit automatiquement retardé et vice versa..
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 2 et d, le moteur comporte une cu lasse F' dans laquelle est ménagée une chambre -de combustion Hl ayant la forme d'un bulbe :de révolution sphérique et même axe que le cylindre. Cette chambre Hl com munique avec le cylindre A par une ouver ture H2, de diamètre important mais toutefois plus petit que le diamètre maximum de cette chambre & .
L'injecteur J débouche au milieu clé la partie supérieure de la chambre H,, et le jet conique de combustible sortant @de cet. injec teur J est dirigé suivant l'axe -du cylindre et présente au niveau de l'ouverture HZ un diamètre plus petit que celui de cette ouver ture, ce qui permet d'éviter que des parti cules de fluide frappent la paroi ,dé l'ouver ture.
Lorsque le piston ,du moteur est à son point mort inférieur, la 'base du jet de com bustible a un dianiétre inférieur à celui ,de ce piston. Deux bougies d'allumage G sont disposées de chaque côté de l'injecteur J et symétriquement par rapport<B>à</B> l'axe du cylindre coïncidant avec l'axe de la cham bre H'.
La face de la culasse F' constituant le fond du cylindre 4 et entourant l'ouverture 112 est conique et la. face en regard du pis ton C est concave sur au moins une partie de son étendue. Ces deux surfaces de révo lution ont même axe que le cylindre, La face du piton pourrait également être plate ou conformée de toute autre façon.
Pendant. le fonctionnement, l'air frais sous pression entre par la conduite B'\ dans une chambre annulaire B' et passe de là à tra vers des lumières d'admission B du cylin dre, disposées .à. sa partie inférieure, lorsque les lumières E' ménagées dans le fourreau E sont en coïncidence avec ces lumières B et que les lumières du fourreau sont décou vertes par le piston. L'air entrant ainsi dans le cylindre rencontre le cône de combustible injecté qui se mélange avec lui.
Les gaz d'échappement. sortent en passant sur le bord supérieur du fourreau E et, à travers des lumières D ménagées dans la paroi du cylin dre A à sa partie supérieure, gagnent une chambre annulaire d'échappement. D' d'où ces gaz vont à. un collecteur D2, D8.
La pompe à combustible K, qui est de type connu, présente deux cylindres dont les pistons sont actionnés au moyen de cames décalées de 180". de sorte que lorsque du combustible est débité, par l'un des pitons. par l'intermédiaire d'un des conduits d'ali mentation K', au gicleur .7. l'autre cylindre de la pompe est chargé par le piston qui s'y trouve et qui se meut alors en sens opposé du premier. Un régulateur agit de façon que. lorsque la charge diminue, le début de la période d'injection soit retardé, mais cette période d'injection prend toujours fin pour la même position du vilebrequin.
La pompe est entraînée à. demi-vitesse du moteur et le mécanisme d'entraînement comprend des roues d'engrenage<I>L, L',</I> ces dernières se trouvant sur un arbre L\ entraîné par une chaîne Lg à partir du vilebrequin M du mo teur.
Cette disposition permet au moteur de tourner à une vitesse supérieure à la vitesse pour laquelle la pompe fonctionne de façon satisfaisante, la pompe débitant un jet. de combustible dans le cylindre à chaque révo lution du vilebrequin. La magnéto N alimen tant les bougies G est également entraînée au moyen de la chaîne kr_et des roues d'en grenage<I>L, L'.</I> L'allumage a lieu unique ment par les bougies G.
Le cylindre A présente entre les lumières d'échappement, D des nervures A' s'étendant dans la direction longitudinale du cylindre et étant. traversées par des passages A2 de circulation d'eau de refroidissement. Vu les mouvements du fourreau E, les nervures A' servent à transporter le lubrifiant de la partie de l'alésage du cylindre qui se trouve au-dessous des lumières d'échappement D à la partie de cet alésage se trouvant au-dessus de ces lumières.
Le graissage du cylindre est effectué en fournissant .de l'huile au moyen d'un con duit 0, à une rainure annulaire 0' creusée dans la paroi du cylindre.
Dans les exemples décrits, la forme de la chambre de combustion, de la. face de la culasse constituant le fond du cylindre et de la face en regard du piston. ainsi que la forme du jet de combustible sont coaxiales par rapport à l'axe du cylindre.
Bien que dans les formes d'exécution dé crites l'injecteur soit disposé coaxialement par rapport à l'axe du cylindre, on pourrait disposer l'injecteur de façon que l'axe de celui-ci fasse un angle avec l'axe du cylindre. Dans ce cas, le gicleur sera conformé de telle sorte que le jet de combustible lui-même pré sente un axe coïncidant pratiquement avec l'axe du cylindre.
Process for supplying a two-stroke internal combustion engine with control of the exhaust by means of a sleeve and an engine for the implementation of this process. The present invention comprises a method of supplying a two-stroke internal combustion engine with barrel exhaust control, in which fresh air enters the cylinder through ports located towards the end. outside thereof and in which the exhaust gases leave the cylinder through lights located towards the inner end thereof.
The invention also comprises a two-stroke internal combustion engine controlled by the barrel exhaust for the implementation of this method, in which the fresh air enters the cylinder through located ports. towards the outer end thereof and in which the exhaust gases leave the cylinder through openings located towards the inner end thereof.
In the process according to the invention, fuel, which is always ignited by a spark, is injected directly into the cylinder, it meets the incoming fresh air, the moment at which the injection begins goes hand in hand with the charge, but the injection period ending at the same instant of the cycle for all loads.
The internal combustion engine according to the invention is characterized in that it comprises a combustion chamber arranged in the cylinder head -du cylinder, communicating freely with the cylinder and provided with a fuel injector and, at least one adjacent to this injector which is arranged so that the fuel, which is always ignited by a spark, is injected in the form of a conical jet extending in the direction of the axis of the cylinder,
so that it meets the fresh air entering through the intake ports, the fuel injection being controlled in such a way that it begins earlier in the cycle as the engine load increases, and ends always for the same angular position of the crankshaft, for all loads.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the engine according to the invention.
Fi-. 1 is a partial elevational diagrammatic cross-sectional view of the first embodiment.
Fi-. 2 is a vertical section, passing through the axis of the crankshaft, of a second embodiment.
Fi-. 3 is a vertical section made following a plane perpendicular to that of fi g. \ ?.
Fig. 4 represents the cycle diagram of the engines according to fi-. 1 to 3.
The compression ratio of the engines shown is of the order of approximately 7 to 1. The engine components shown in fi--. 1 are in the position corresponding to the bottom dead center of the piston. This engine corner- takes a cylinder A having towards its outer end intake ports B communicating with an annular chamber of fresh air under pressure, not shown, surrounding the cylinder.
Exhaust ports D are arranged towards the inner end of the cylinder and open into an exhaust drive neck, not shown, surrounding the cylinder. I n sleeve E is mounted so as to be able to slide inside cylinder A. In this sleeve are provided cylinder lights El of smaller dimensions than the intake ports B with which they cooperate. The upper edge of the sleeve E controls the exhaust lights D.
At the upper part of cylinder A is the cylinder head F in which is disposed a combustion chamber H of generally conical shape. Two spark plugs G, supplied by a magneto not shown, are arranged symmetrically with respect to the axis of the cylinder, on each side of a fuel injector J supplied by a pump not shown and arranged in such a way as to unclog at the top of the. conical combustion chamber. The injector J has the same axis as the cylinder and the fuel coming out of this injector has the shape of a conical jet Jl whose apex angle is about 30 to 35, the combustion chamber having an apex angle more large, for example, of the order of 60.
The angle at the apex of the conical jet is such, with respect to the diameter of the cylinder <I> A </I> and to the distance -from the injector <I> J </I> <Lu piston C that, when ç , tri-one is at bottom dead center, the base of the conical jet has a diameter smaller than that of the piston, that is to say that the fuel does not hit the wall of the sleeve, as shown in the fi, - . 1.
The so-called engine operation represented in <B> fi- will now be described. 1 </B> starting from the position of the piston in neutral, top indicated by <I> P. M. H. </I> on the diagram of the fi ,, -. 4. In this position, a fuel-air mixture is compressed in the combustion chamber <I> II. </I> This mixture is ignited by the spark plugs G, and the piston goes down under the effect of the gas pressure. For the angular position of the crankshaft indicated by E. 0.
(exhaust open), the upper edge of the sleeve E begins to reveal the exhaust ports D. The piston continues its downward stroke and., for the crankshaft position indicated by <I> A.0. < / I> (ad open mission), he begins to discover the lights El of the sleeve E which have been brought in front of the intake ports B of the cylinder by the downward displacement of the sleeve. The lights El of the sleeve E are preferably shaped in such a way that they do not give rise to any rotational movement to the air entering the cylinder.
The next phase of the cycle is the injection of fuel into the cylinder swept by fresh air. An economical operation is obtained by an adjustment device modifying the start of the injection period while keeping the end of this period constant. The following two cases will be considered here: 10 At full load, the injection begins for the angular position II of the crankshaft. 20 In idle operation, the injection begins with the angular position I_ of the crankcase.
In each case, the injection period ends for the same angular position of the crankshaft indicated by A.F. on the fib. 4.
By resuming the cycle of operations, we notice that -le --- pistan, after having uncovered the lights E 'of the sleeve E arrives in its position of the bottom dead center, shown in fig. 1 and corresponding to the angular position of the crankshaft indicated by <I> P. M. B. </I>, in fig. 4.
Point E. F. -of this diagram corresponds in the cycle to the closing -of the exhaust by the upper edge of the sleeve E which has moved upwards.
During its return stroke and after the exhaust has been closed, the piston closes the ports: intake, that is to say the intake of fresh air, for an angular position of the crankshaft indicated by AF on the diagram of fig. 4, The fuel-air mixture is then compressed by the piston which arrives in its top dead painted position and the described cycle begins again.
It is important that while the engine is running, evaporation, of the fuel, or at least the major part of this evaporation, occurs during the charging period; that is, when the intake lights are still open. This evaporation must be done very quickly given the very short period of sweeping and filling in a two-stroke engine.
The heat of evaporation being taken from the air contained in the cylinder and not from the walls of the cylinder, this rapid evaporation is achieved by spraying the fuel in the form of the conical jet represented at fig. 1. In this way, a uniform distribution of fuel in the air charge is also obtained.
As already indicated above, the start of fuel injection varies depending on the load. In order to allow this variation in the fuel injection period to be achieved, the engine described comprises a piston fuel pump driven by the engine. The piston of this pump has an inclined ridge which determines the start of the effective delivery stroke of this piston by covering a fixed orifice made in the cylinder of the pump. The end of the effective delivery stroke of the pump is determined by an edge presented by the piston and lying in a plane normal to the axis of the cylinder of this pump. The piston is mounted so as to be able to rotate around its axis in the cylinder.
It can therefore be seen that, depending on the angular position of the piston, the moment of the start of the effective discharge stroke, therefore the moment of the start of injection, will vary, while the end of the effective discharge stroke, therefore the end of the injection period will always take place for the same position of the crankshaft. A regulator determines the angular position of the piston as a function of: the load so that when the load decreases, the start of the injection period is automatically delayed and vice versa.
In the embodiment shown in FIGS. 2 and d, the engine comprises a lasse F 'in which is provided a combustion chamber H1 having the shape of a bulb: of spherical revolution and same axis as the cylinder. This chamber Hl communicates with the cylinder A by an opening H2, of large diameter but however smaller than the maximum diameter of this chamber &.
The injector J opens in the middle key the upper part of the chamber H ,, and the conical jet of fuel coming out of this. injector J is directed along the axis of the cylinder and has at the level of the opening HZ a diameter smaller than that of this opening, which makes it possible to prevent particles of fluid from hitting the wall, therefore 'opening.
When the engine piston is at lower dead center, the base of the fuel jet has a smaller diameter than that piston. Two spark plugs G are arranged on each side of the injector J and symmetrically with respect to <B> to </B> the axis of the cylinder coinciding with the axis of the chamber H '.
The face of the cylinder head F 'constituting the bottom of the cylinder 4 and surrounding the opening 112 is conical and the. face opposite the udder, your C is concave over at least part of its extent. These two revolving surfaces have the same axis as the cylinder. The face of the eyebolt could also be flat or shaped in any other way.
During. During operation, the fresh pressurized air enters through line B '\ into an annular chamber B' and passes from there through to intake ports B of the cylinder dre, arranged .à. its lower part, when the openings E 'formed in the sleeve E are in coincidence with these openings B and the openings of the sleeve are uncovered by the piston. The air thus entering the cylinder meets the injected fuel cone which mixes with it.
The exhaust gas. exit by passing over the upper edge of the sleeve E and, through openings D formed in the wall of the cylinder A at its upper part, gain an annular exhaust chamber. From where these gases go to. a collector D2, D8.
The fuel pump K, which is of a known type, has two cylinders, the pistons of which are actuated by means of cams offset by 180 ". So that when fuel is supplied, by one of the eyebolts, via d 'one of the supply ducts K', to the nozzle. 7. The other cylinder of the pump is loaded by the piston which is there and which then moves in the opposite direction to the first. A regulator acts so that when the load decreases, the start of the injection period is delayed, but this injection period always ends for the same position of the crankshaft.
The pump is driven at. half speed of the engine and the drive mechanism comprises gear wheels <I> L, L ', </I> the latter being on a shaft L \ driven by a chain Lg from the crankshaft M of the mo tor.
This arrangement allows the motor to run at a speed greater than the speed at which the pump operates satisfactorily, the pump delivering a jet. of fuel in the cylinder with each revolution of the crankshaft. The magneto N feeds the spark plugs G is also driven by means of the kr_ chain and the gear wheels <I> L, L '. </I> Ignition takes place only by the spark plugs G.
The cylinder A has between the exhaust ports, D ribs A 'extending in the longitudinal direction of the cylinder and being. crossed by passages A2 for circulating cooling water. Considering the movements of the sleeve E, the ribs A 'serve to transport the lubricant from the part of the bore of the cylinder which is located below the exhaust ports D to the part of this bore located above these lights.
The lubrication of the cylinder is effected by supplying the oil by means of a duct 0, to an annular groove 0 'cut in the wall of the cylinder.
In the examples described, the shape of the combustion chamber, of the. face of the cylinder head constituting the bottom of the cylinder and of the opposite face of the piston. as well as the shape of the fuel jet are coaxial with respect to the axis of the cylinder.
Although in the embodiments described the injector is arranged coaxially with respect to the axis of the cylinder, the injector could be arranged so that the axis of the latter forms an angle with the axis of the cylinder. . In this case, the nozzle will be shaped so that the fuel jet itself has an axis which substantially coincides with the axis of the cylinder.