Machine à combustion interne. L'invention a pour objet une machine à combustion interne, caractérisée par un élé ment moteur rotatif dont le rotor fournit de la. puissance utile, et par un élément moteur rotatif dont le rotor est relié à un compres leur qui fournit l'air comprimé à une cham bre de combustion, reliée à .ces deux éléments et dans :
laquelle un dispositif injecte du com bustible qui brûle .dans l'air comprimé fourni à cette chambre par -le compresseur pour for mer des gaz moteurs chauds, sous pression, le tout. étant agencé et disposé de façon qu'une augmentation du couple résistant provoque un accroissement de la pression des gaz dans la chambre de combustion et une augmenta tion du débit de l'air comprimé fourni à cette chambre de combustion par le compresseur,
de manière que le couple moteur du rotor fournissant de la puissance utile augmente.
Une forme de réalisation de la machine se lon l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin dans lequel: La fig. 1 est une vue en coupe schémati que axiale de cette forme de réalisation.
Les fig. 2, 3, 4, 5 illustrent. le fonctionne ment de l'un des éléments moteurs rotatifs de cette forme de réalisation.
La fig. 6 est une vue- schématique du dis positif de réglage des gaz de cette forme de réalisation.
La machine représentée, qui constitue la machine motrice d'une automobile, comporte les principaux organes suivants: 1 Un élément moteur rotatif volumétri que B, dont le rotor est. solidaire d'un arbre P et. fournit de la puissance utile.
2 Un élément moteur rotatif volumétri que A, dont le rotor est monté fou sur l'arbre P. Ce rotor entraîne un compresseur d'air D et tous les organes assurant le fonctionnement de la machine, pompe d'injection du carbu rant, etc.
3 Une turbine d'échappement f, dont. le rotor est. calé sur l'arbre P, et dont l'admis sion est reliée par une conduite N aux échap pements des éléments moteurs -1 et B.
4 Un réservoir E d'air comprimé, alimenté par le compresseur D.
:5 Une pompe d'injection C entraînée par le rotor de l'élément. moteur A, amenant. le carburant d'un réservoir F à l'injecteur d'un brûleur<B><I>II.</I></B>
6 Une chambre de combustion I alimentée en air comprimé par le réservoir E, et en car burant par l'injecteur, cette chambre I ali mentant les éléments moteurs A et B par un conduit commun J.
Chaque élément. moteur volumétrique A et<I>B</I> comprend un rotor <I>a.,</I> respectivement b, logé dans 11n stator S", respectivement Si,
. Le rotor a de l'élément A est muni de deux pa- letites pl et p2 formant pistons et constituant les surfaces d'application de la pression des <B>g Y</B> Z. Les gaz sont admis par le conduit<B>J</B> dans a les espaces annulaires,
formés entre les parois du stator Sa et celles de rainures annulaires Cyl et Cy#> du rotor a dans lesquelles sont disposées les palettes pl et formant cy lindres annulaires, et s'échappent par le con duit<I>N</I> lorsqu'une palette <I>p,</I> par suite de la rotation du rotor a, découvre l'orifice de ce conduit<I>N.</I> A chaque espace annulaire cy cor respond un obturateur<B>01,</B> respectivement 02,
séparant le côté de l'admission des gaz J de l'échappement #''. Chaque obturateur <B>01,</B> res pectivement 0., est commandé par le rotor a, au moyen de renvois et de cames non repré sentés, et se lève au passage de la palette h correspondante. De même, le rotor -commande en synchronisme (par des .organes non repré sentés) des soupapes 11l, JIe commandant. l'admission des gaz arrivant, par le conduit J, dans les cylindres annulaires.
On voit. (fig. 2 et. 5) que les palettes pl, p2 sont décalées de 180 et qu'une soupape JIl est ouverte pendant. 180 , pendant que l'autre, Jh, est. fermée et. vice versa..
Ainsi, lorsque la palette pl (fig. 3) dépasse l'obtu rateur<B>01</B> qui s'est levé alors que la soupape JIl est fermée, 'la palette opposée t)2 (fig. 5) est. à l'opposé de l'obturateur 0,, la soupape Jh étant alors levée.
Le rotor a continuant à \tourner (fig. 2), l'obturateur<B>01</B> s'est abaissé, la. soupape 111 se lève pendant que la soupape JZ. se ferme (fig. 4).
A partir de cette position, les gaz .seront admis pendant l80 dans le cylindre de la palette pl, tandis que les gaz admis précédemment dans le cy lindre de la palette p2 vont se .détendre jus qu'a.u moment où la palette p2 atteindra l'ori fice du conduit 11T, les gaz s'échappant. par ce conduit étant alors amenés à. la. turbine C pour achever de se détendre.
L'élément mo teur B est. agencé et fonctionne de la même façon que l'élément d. Ses organes sont dé- signés par les mêmes signes de référence pour vus de l'indice mime.
L'installation ci-dessus fonctionne comme suit Le compresseur D refoule 1.'a.ir comprimé dans le réservoir E qui alimente la chambre de combustion 1, en air comprimé, d'une fa çon continue. Le carburant. est amené du réservoir F au brûleur<I>II</I> de la chambre de combustion I, par la pompe G, le débit du carburant étant proportionnel â la vitesse du rotor de l'élément. moteur -1.
La. chambre de combustion I, similaire à celle d'une installation de turbines à gaz, com- porte une bougie chauffante (non figurée) servant à. la mise en route du brûleur H, le carburant brûle au fur et à mesure de son arrivée dans la. chambre de combustion, dans une partie de l'air comprimé, refoulé du ré servoir E par le compresseur D.
Les gaz chauds provenant de la combustion sont di lués dans le reste (le l'air comprimé, à la sor tie de la chambre, pour que leur température soit abaissée à une valeur acceptable pour la bonne conservation des matériau.
Les gaz sans pression sont amenés par le conduit J aux éléments moteurs A et B, pour se détendre dans ceux-ci, et ensuite achever de se détendre sur la. turbine C de type connu.
Le rotor de l'élément moteur B et celui de la turbine C fournissent du travail utile trans mis par l'arbre P.
Un levier Q permet d e faire varier le dé bit. par tourde la pompe G.
La machine représentée peut démarrer en charge. Ce démarrage a lieu comme suit: L'élément moteur _1 ayant été mis en marche (par un dispositif quelconque de démarrage, fonctionnant, par exemple, par l'action d'air comprimé conservé dans le réservoir E), l'élé ment moteur B étant en charge et encore à l'arrêt., la totalité (Ifs gaz produits .passe par l'élément moteur A qui entraîne le compres- seur D.
I.1 en résulte une augmentation de régime clé cet élément moteur A et un aoerois- sement de la production d'air comprimé. Pour le démarrage, un accroissement. de la quan- tit.é de combustible amené à la chambre de combustion, sera obtenu en agissant, en outre, sur le levier Q.
La pression des gaz dans @le conduit J augmentera jusqu'au moment où cette pression sera suffisante pour mettre en marche le rotor<B>(le</B> l'élément moteur B. Lors d'une augmentation clé la charge de l'élément moteur B, dans le cas où le véhicule entraîné par la machine représentée grimpe une côte par exemple, le fonctionnement a lieu comme suit:
L'arbre P tournant à une allure donnée, si le couple résistant augmente, le rotor de l'élément moteur B tendra à tourner moins vite et il en résultera une ,diminution du dé bit de gaz passant dans cet, élément, moteur. La quantité de gaz évacuée par ,l'élément mo teur B ayant diminué, le surplus tendra à passer par l'élément moteur A, dont le couple n'a pas encore varié.
Ceci provoquera une augmentation de la vitesse du rotor de l'élé ment moteur A et, par suite, un accroissement. des débits d'air et clé combustible refoulés, c'est-à-dire du gaz produit., ce qui établira un régime de pression plus élevée dans le con duit J, augmentant ainsi le couple moteur du rotor b de l'élément moteur B.
Cette ailg- ment.ation de -pression, agissant sur le piston R (fig. 6), augmentera l'ouverture de la sou pape K.
Afin que, au cas où la pression régnant dans le conduit J est insuffisante pour en traîner l'élément moteur A, le rotor de cet élément puise être entraîné par l'élément mo teur B, le rotor<I>a</I> -de l'élément moteur<I>A</I> est monté par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre sur l'arbre P, de faon que ce rotor a puisse tourner plus vite que l'arbre P, mais non moins vite que lui.
Une soupape L, dont la tige Ii' est. arti culée à une extrémité d'un balancier Tl, com mande la communication entre le conduit J et l'élément moteur B (voir fig. 6). Une deuxième soupape K est disposée pour com mander la communication entre le conduit J et l'élément moteur A.
Le balancier Tl est relié par un levier Y à une pédale de commande clés freins du vé hicule. En enfonçant cette pédale pour Irei- ner, on ferme la soupape L (et l'admission des gaz à l'élément moteur B) et on amène la soupape K à une position ouverte à l'écart de sa position de réglage. La tige V de la sou pape K comporte un épaulement<B>Si</B> formant point d'appui pour un ressort Y s'appuyant, d'antre part,
contre le balancier Pl dont l'au tre extrémité présente une goupille engagée dans une glissière S@ de la tige V. Cette dis position permet à la soupape K d'être dépla cée indépendamment du balancier Tl.
Une butée mobile 6'1 :destinée à coopérer avec l'épaulement<B>SI</B> est articulée à un levier T,> commandé par un piston R subissant la pres sion des gaz régnant dans le conduit J au moyen d'un canal I\. Lorsque la soupape L est ouverte, la.
soupape K est amenée à sa po sition de réglage dans laquelle l'épaulement Si est en contact avec la butée Vl, de sorte que dans cette position toute augmentation de la pression clans le conduit J provoque une augmentation de l'ouverture de la soupape K et, vice versa.
Lorsque le couple résistant diminue, on agit, sur le levier Q pour faire diminuer le débit de combustible et ainsi réduire le cou ple moteur du rotor de l'élément moteur B.
Le dispositif de réglage de la machine dé crite, représenté à la fig. 6, n'est indiqué que de faon tout à fait schématique à la fi,-.<B>L</B>
Internal combustion machine. The subject of the invention is an internal combustion machine, characterized by a rotary motor element, the rotor of which supplies. useful power, and by a rotating motor element whose rotor is connected to a compressor which supplies compressed air to a combustion chamber, connected to these two elements and in:
in which a device injects fuel which burns. in the compressed air supplied to this chamber by the compressor to form hot engine gases, under pressure, the whole. being designed and arranged so that an increase in the resistive torque causes an increase in the gas pressure in the combustion chamber and an increase in the flow rate of the compressed air supplied to this combustion chamber by the compressor,
so that the motor torque of the rotor providing useful power increases.
An embodiment of the machine according to the invention is shown, by way of example, in the drawing in which: FIG. 1 is a schematic axial sectional view of this embodiment.
Figs. 2, 3, 4, 5 illustrate. the operation of one of the rotary drive elements of this embodiment.
Fig. 6 is a schematic view of the gas control device of this embodiment.
The machine shown, which constitutes the driving machine of an automobile, comprises the following main components: 1 A positive displacement rotary motor element B, the rotor of which is. integral with a shaft P and. provides useful power.
2 A volumetric rotary motor element A, the rotor of which is mounted idle on the shaft P. This rotor drives an air compressor D and all the components ensuring the operation of the machine, fuel injection pump, etc. .
3 An exhaust turbine f, including. the rotor is. wedged on the shaft P, and the inlet of which is connected by a pipe N to the exhausts of the driving elements -1 and B.
4 A compressed air tank E, supplied by compressor D.
: 5 An injection pump C driven by the element rotor. motor A, driving. fuel from a tank F to the injector of a <B> <I> II. </I> </B> burner
6 A combustion chamber I supplied with compressed air by the tank E, and fuel by the injector, this chamber I supplying the motor elements A and B via a common duct J.
Each element. volumetric motor A and <I> B </I> comprises a rotor <I> a., </I> respectively b, housed in 11n stator S ", respectively Si,
. The rotor a of element A is provided with two palettes p1 and p2 forming pistons and constituting the pressure application surfaces of the <B> g Y </B> Z. The gases are admitted through the duct < B> J </B> in a the annular spaces,
formed between the walls of the stator Sa and those of annular grooves Cyl and Cy #> of the rotor a in which the pallets pl and forming annular cylinders are arranged, and escape through the duct <I> N </I> when 'a paddle <I> p, </I> as a result of the rotation of the rotor a, discovers the orifice of this duct <I> N. </I> To each annular space corresponds a shutter <B> 01 , </B> respectively 02,
separating gas inlet side J from exhaust # ''. Each shutter <B> 01, </B> respectively 0., is controlled by the rotor a, by means of references and cams not shown, and rises when the corresponding pallet h passes. Likewise, the rotor -command in synchronism (by .organs not shown) of the valves 11l, JIe commander. the admission of the gases arriving, through line J, in the annular cylinders.
We see. (fig. 2 and. 5) that the pallets pl, p2 are offset by 180 and that a valve JIl is open during. 180, while the other, Jh, is. closed and. vice versa..
Thus, when the pallet pl (fig. 3) passes the shutter <B> 01 </B> which has risen while the valve JI is closed, the opposite pallet t) 2 (fig. 5) is . opposite the shutter 0 ,, the valve Jh then being raised.
As the rotor continued to rotate (fig. 2), the shutter <B> 01 </B> was lowered, the. valve 111 rises while valve JZ. closes (fig. 4).
From this position, the gases will be admitted for l80 in the cylinder of the pallet pl, while the gases admitted previously in the cylinder of the pallet p2 will expand until the moment when the pallet p2 will reach the opening of the 11T conduit, the gases escaping. by this conduit being then brought to. the. turbine C to complete the relaxation.
The driving element B is. arranged and operated in the same way as element d. Its organs are designated by the same reference signs for the mime index.
The above installation operates as follows. Compressor D delivers compressed air 1 to tank E which supplies combustion chamber 1 with compressed air in a continuous fashion. Fuel. is brought from the tank F to the burner <I> II </I> of the combustion chamber I, by the pump G, the fuel flow being proportional to the speed of the rotor of the element. motor -1.
The combustion chamber I, similar to that of a gas turbine installation, has a heater plug (not shown) for use. when the burner H is started, the fuel burns as it arrives in the. combustion chamber, in part of the compressed air, delivered from tank E by compressor D.
The hot gases coming from the combustion are diluted in the rest (the compressed air, at the outlet of the chamber, so that their temperature is lowered to an acceptable value for the good conservation of the material.
The unpressurized gases are brought through the conduit J to the driving elements A and B, to relax therein, and then to complete the relaxation on the. turbine C of known type.
The rotor of the driving element B and that of the turbine C provide useful work transmitted by the shaft P.
A lever Q allows the flow to be varied. per revolution of the G.
The machine shown can start under load. This starting takes place as follows: The motor element _1 having been started (by any starting device, functioning, for example, by the action of compressed air kept in the tank E), the motor element B being loaded and still stationary., All (Ifs gas produced passes through the motor element A which drives the compressor D.
I.1 results in an increase in the key speed of this driving element A and an increase in the production of compressed air. For start-up, an increase. of the quantity of fuel supplied to the combustion chamber, will be obtained by acting, in addition, on the lever Q.
The gas pressure in duct J will increase until this pressure is sufficient to start the rotor <B> (the </B> driving element B. When increasing the load of the gas). 'motor element B, in the case where the vehicle driven by the machine shown climbs a hill for example, the operation takes place as follows:
The shaft P rotating at a given rate, if the resistive torque increases, the rotor of the motor element B will tend to rotate less quickly and this will result in a reduction in the flow rate of gas passing through this element, the motor. The quantity of gas evacuated by the motor element B having decreased, the surplus will tend to pass through the motor element A, the torque of which has not yet varied.
This will cause an increase in the speed of the rotor of the motor element A and, consequently, an increase. discharged air and fuel key flows, that is to say produced gas., which will establish a higher pressure regime in the J duct, thus increasing the motor torque of the rotor b of the motor element B.
This increase in pressure, acting on the piston R (fig. 6), will increase the opening of the valve K.
So that, in the event that the pressure prevailing in the duct J is insufficient to drag the motor element A, the rotor of this element can be driven by the motor element B, the rotor <I> a </I> -of the motor element <I> A </I> is mounted by means of a freewheel device on the shaft P, so that this rotor can turn faster than the shaft P, but no slower than him.
A valve L, whose stem Ii 'is. articulated at one end of a balance Tl, controls the communication between the duct J and the motor element B (see fig. 6). A second valve K is arranged to control the communication between the duct J and the driving element A.
The balance Tl is connected by a lever Y to a vehicle brake key control pedal. Depressing this pedal to flow closes valve L (and throttle inlet to drive unit B) and moves valve K to an open position away from its set position. The rod V of the valve K comprises a shoulder <B> Si </B> forming a fulcrum for a spring Y resting, on the other hand,
against the balance P1, the other end of which has a pin engaged in a slide S @ of the rod V. This position allows the valve K to be moved independently of the balance Tl.
A movable stop 6'1: intended to cooperate with the shoulder <B> SI </B> is articulated to a lever T,> controlled by a piston R undergoing the pressure of the gases prevailing in the duct J by means of an I \ channel. When the valve L is open, the.
valve K is brought to its adjustment position in which the shoulder Si is in contact with the stop Vl, so that in this position any increase in pressure in the duct J causes an increase in the opening of the valve K and vice versa.
When the resistive torque decreases, the lever Q is acted on to reduce the fuel flow and thus reduce the motor torque of the rotor of the motor element B.
The machine adjustment device described, shown in fig. 6, is only indicated in a completely schematic way at the end, -. <B> L </B>