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" perfectionnements aux moteurs à combustion interne".
La présente invention se rapporte à des moteurs à combus- tion interne du type dans lequel l'allumage et l'explosion de la charge se font dans des cylindres mobiles où jouent des,pis- tons qui effectuent leur course dans des sens opposés pour assurer la transmission de force motrice à 1'arbre-vilebrequin.
L'objectif de cette invention consiste à réaliser un moteur à combustion interne du type précité mais perfectionné.
Cette invention consiste en un moteur à combustion interne du genre indiqué,avec cylindres et pistons jouant en sensop- posés,l'un d'eux transmettant la force motrice au vilebrequin par l'intermédiaire de galets en coopération avec des rainures.
L'invention consiste, en outre, dans les moteurs à combus- tion interne dont la description va suivre, avec dessins à 1' appui , dans lesquels:
Figure 1 montre une vue en élévation,partie en coupe de l'une
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des formes n@écutives du moteur conçu selon la présente inven- tion.
Figure 2 donne une vue en plan, partie en coupe, du moteur représenté par la figure 1.
Figure 3 représenté schématiquement le décalage ou la rela tion angulaire entre le maneton de manivelle et les galets du moteur que l'on voit aux figures 1 et 2.
Dans l'exécution de ce système,selon l'une des formes réalisatrices, en application, à titre d'exemple, à un moteur à deux temps du type à cylindres horizontaux mutuellement oppo- sés,employant comme comburant de l'essence ou huile minérale,on a disposé deux cylindres stationnaires 1 et 2 (figures 1 et 2 ) sur le carter 3 , ces cylindres étant en alignement l'un avec l'autre et partant de l'arbre-vilebrequin4 en des sens mutuelle- ment opposés.
Les extrémités adjacentes des cylindres sont ouvertes,tandis aue leurs extrémités extérieures sont fermées par des culasses enlevables 5 et 6. Ces cylindres sont équipés de chemises à eaux 7 et 8 et présentent un ou plusieurs orifices filetés 9 , livrant passage aux bougies d'allumage placées aux points appro priés.
Dans les cylindres 1 et 2 on a ménagé des passages 10 et 11 pour l'admission du mélange comburant qui arrive par les soupapes d'admission 12 et 13 respectivement .lesquelles sont logées dans des bottes à soupapes 14 et 15 d'une seule venue avec les cylin- dres.
Les boîtes à soupapes sont reliées l'une à l'autre par un conduit d'induction commun 16 duquel part un branchement 17 , ce dernier tuyau aboutissant à l'admission de l'air et ayant, disposé sur son parcours, le carburateur lb.
Les soupapes 12 et 13 sont du type conique ; leurs axes ou chevilles ouvrières désignées par 19 et 20 respectivement ,sont con- çus en sorte de réagir contre la poussée de ressort 21 et 22 par le moyen déplongeur 23 et 24. Ces plongeurs sont montés . sur des paliers 25 et 26 , et portent des galets 27 et 28 à leurs
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extr6mit6>nt6rieures, les dits/ galets agissant en o-ombinâ*ilon avec le jeu de la came 29 montée-sur l'arbre-vilebrequin 4.
A proximité des extrémités intérieures des cylindres 1 et 2 on a ménagé des orifices de décharge 30 et 31 respectivement, tandis que des passages de transfert 32 et 32a sont pratiqués à proximité de leurs extrémités extérieures aux fins de transmet tre la charge de compression initiale aux cylindres mobiles 33 et 34 ,comme on en aura d'ailleurs la description plus loin.
A l'intérieur des cylindres stationnaires 1 et 2 on a dis- posé les cylindres mobiles 33 et 34 , ceux-ci étant reliés , à leurs extrémités intérieures, avec une pièce intermédiaire 35. gette dernière se compose de deux moitiés séparées dans le sens longitudinal et ayant leurs extrémités tenues dans des rainures 36 pratiquées dans les extrémités des cylindres mobiles.ces moitiés sont fixées l'une à l'autre et elles sont fixées aux cylindres 33 et 34 par des boulons 37.
Aux cotés opposés de la pièce intermédiaire 35 on a ména- gé des espèces d'encoches centrales 38 et 39 de direction ho- rizontale ; l'arbre-vilebrequin 4 passe à travers ces en- coches,dont la longueur est choisie deaçon à ce qu'elles assurent la liberté de mouvement de la pièce intermédiaire 35 et des cylindres 33 et 34 qui y sont rattachés,lors du fonction- nement du moteur.
Sur la pièce intermédiaire 35 on a pratiqué deux encoches semblables 40 ayant une forme à peu près elliptique, les rigoles y étant excavées aux surfaces intérieures de la pièce 35 et leurs grands axes tombant en coïncidence avec l'axe des cylindres.
Chacune de ces encoches présente une solution de continuité le long de son petit axe où elle est interrompue par des encoches verticales 42 et 43 qui règnent au dessus et en dessous des en- coches 38 et 39 , pour correspondre à l'arbre vilebrequin 4.
Des galets rattachés au plateau-manivelle 46 sont en mesure de coopérer avec les rainures ou encoches décrites plus haut,de façon à ce que le mouvement des cylindres 33 et 34 soit trans- mis à l'arbre-vilebrequin 4 dans les conditions ci-après décri-
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tes.
Les cylindres mobiles 33 et 34 sont équipés de jeux de bagues de garniture 47,48 en 49 ainsi que 50 , 51 et 52 respectivement; les jeux 47 et 48 étant disposés de part et d'autre des orifi- ces d'admission 53 et'les jeux 50 et 51 étant , d'une façon analogue,disposés de part et d'autre des orifices d'admission 54.-
Les bagues 49 et 52-sont les plus rapprochés des extrémi- tés de leurs cylindres respectifs.
Les orifices 53 et 54 sont ménagés de façon à venir en regard des passages de transfert 32 et 32a qui leur corres- pondent , dans les cylindres fixes 1 et 2,lorsque les cylindres mobiles 33 et 34 arrivent à la fin de leurs courses vers l'inté- rieur.
Entre les bagues 49 et 52 et les extrémités intérieures des cylindres 33 et 34 sont ménagés les orifices d'échappement 55 et 56 de ces cylindres.
A l'intérieur des cylindres mobiles 33 et 34 , on a disposé des pistons 57 et 58 du type aceoutumé, et les bielles 59 et 60 des deux pistons sont reliées à un maneton de manivelle commun 61 calé sur le plateau-manivelle 46.
A chaque coté de ce plateau-manivelle 46 on a disposé deux paires de galets .respectivement désignés par 44 et 45, 62 et 63 ces deux derniers étant agencés en sorte de coopérer avec les encoches 40 et 41 pratiquées dans la pièce intermédiaire 35 tandis que les galets 44 et 45 coopèrent avec les ramires ou encoches verticales 42 et 43. les galets 62 et 63 sont en alignement l'un avec l'autre de même que le sont les galets 44 et 45 , et les deux paires de galets sont disposées en décalage de 180 degrés à part l'une de l'autre ,ce qui est représenté par la figure 3. La ligne A-A qui réunit les centres des paires de galets,fait un angle de 26 degrés avec la ligne B-B qui réunit le centre du maneton 61 avec celui du vilebrequin 4.
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Les galets 44 et 45 qui sont donc à un angle de 206 degrés en avance sur le mamelon 61 coopèrent avec les rainures ou encoches verticales 42 et 43 de façon à ce que le mouvement des cylindres mobiles 33'et 34 soit transmis à l'arbre-vilebre- quin 4 dans une partie de la course,tandis que les galets 62 et 63 coopèrent avec les encoches 40 et 41 pour la continua- tion alors que les galets 44 et 45 franchissent les encoches 38 et 39 ménagées pour l'arbre-vilebrequin 4 dans la pièce intermédiaire 35.Les encoches 38 et 39 réalisent respective- ment la séparation des parties supérieure et inférieure des encoches verticales 42 et 43.
Les galets 62 et 63 , qui coopèrent avec les encoches 40 et 41 n'agissent donc que pour la transmission du mouvement des cylindres mobiles 33 et 34 aux parties de course auxquel- les le centre du maneton est à proximité de la ligne axiale des cylindres,tandis que ,pour le restant de la course, la trans- mission est effectuée par les galets 44 et 45 qui coopèrent avec les encoches verticales 42 et 43.
Les galets 44 et 45 qui coopèrent avec les encoches verti- cales 42 et 43 ont une longueur dépassant celle des galets 62 et 63 qui coopèrent avec les encoches 40 et 41 puisque, par suite de l'intersection ou croisement de ces encoches les surfaces travaillantes des encoches verticales 42 et 43 se trouvent à une distance plus grande de la ligne axiale des cy- lindres que ce n'est le cas pour les encoches 40 et 41.
La disposition des galets 62 et 63 suivant une ligne fai- sant un angle de 26 degrés avec le centre du maneton 61, fait éviter d'avoir un point mort. Toutefois, cet angle peut être choisi plus faible ou plus fort si on le désire.
L'arbre- vilebrequin 4 est porté, par les paliers à rouleaux 64 et 65 sur le carter 3.
Dans la disposition décrite ci-dessus, lorsque, par exem- ple,lepiston 57 est mû -pers l'extérieur à partir du centre de l'arbre-vilebrequin 4 , le piston 58 est dirigé intérieurement vers ce centre tandis que le mouvement des cylindres 33 et 34
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s'opère dans la direction opposée à. celle des pistons 57 et eb" respectivement.
Le moteur ci-dessus décrit fonctionne ainsi qu'il suit :
Si l'on suppose que le piston 58 achève précisément sa course explosive, le cylindre mobile 34 qui agit de concert aveo lui arrivera vers la limite de son mouvement dans le sens opposé et il fera correspondre les orifices d'admission 54 avec les passages de transfert 32a dans le cylindre fixe 2 qui contribue à l'effet.
La charge qui , d'abord a subi la compression à la course précédente , dans l'espace existant entre l'extrémité du cylin- dre mobile 34 et la culasse 6 du cylindre fixe 2 , entre alors dans le cylindre mobile et opère un balayage efficace de ce- lui-ci.
Quand le piston 58 commence sa course intérieure ou phase de compression, le cylindre mobile 34 coopérant avec lui se meut en sens opposé, et les orifices d'échappement 56 de ce der- nier sont d'abord recouverte par le piston 58, puis ce sont les passages de transfert 32a qui sont fermés, et la compression de la charge a lieu dans le cylindre mobile.34.
Au cours de ce mouvement, la soupape d'admission 13 sAouvre et une nouvelle cylindrée de charge est attirée dans le cylindre fixe 2.
Quand, le point d'allumage est atteint,l'une des ouvertures d'admission,celle désignée par 54 ,sur le cylindre mobile 34, est en regard de l'orifice 9 de la bougie d'allumage pratiquée dans le cylindre fixe 2 , la charge subit alors l'allumage et explose. Le piston 58 commence à cet instant sa course explosi- ve pendant que le cylindre mobile se meut en direction opposée.
Immédiatement avant d'atte @ndre qu'on ait atteint le point d'allumage ,la soupape d'admission 13 est fermée, en sorte que le cylindre mobile 34 s'écarte du piston 56; la charge occupant le cylindre fixe 2 subit alors la compression.Vers la fin de la course explosive !Les orifices d'échappement 56 s'ouvrent, et,
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après eux les orifices de transfert 32a viennent en regard des orifices d'admission 54 , de façon à permettre l'admission d'une nouvelle cylindrée ou charge dans le cylindre mobile.
Puis,le cycle d'opération sus-exposé se répète tout le temps de la marche du moteur.
L'on comprendra que le même cycle opératoire à lieu dans les deux cylindres du moteur,avec,toutefois,un décalage de phase tel que,quand c'est la course d'explosion qui a lieu dans un de ces cylindres,c'est la course de compression qui a lieu dans l'autre,et vice-versa.
L'un des passages de transfert pratiqués dans chacun des agencements 32 et 32a peut avoir 1/32 de pouce en longueur de plus que les autres,en sorte que toute quantité d'essence con- densée dans les culasses de cylindres soit refoulée à travers ces passages à Mesure qu'ils s'ouvrent en avance sur les autres, et y subisse la pulvérisation ou atornisation.
On se rendra compte que ,par l'emploi de cette invention, on obtient un moteur de forme compacte et de grand effet utile, avec suppression du point mort, et dont le mouvement des cylin- dres est efficacement amorti par la compression initiale de la charge dans les cylindres fixes. En outre,la pièce intermédiai- re constitue une liaison rigide qui réalise efficacement la tenue en alignement des cylindres mobiles.
Bien que cette invention ait été décrite comme étant, à titre d'exemple' appliquée au cas d'un moteur à deux temps; à essence et à deux cylindres mis en opposition l'un à l'autre, son application ne se limite pas à ce mode réalisateur, car on pourrait directement la pratiquer pour des moteurs à deux temps qui comporteraient d'autres dispositions de cylindres,ain- si que pour des moteurs fonctionnant par un agent comburant autre que de l'essence. D'ailleurs,cette invention s'applique égale-' ment aux moteurs Diesel.
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"improvements to internal combustion engines".
The present invention relates to internal combustion engines of the type in which the ignition and explosion of the charge take place in movable cylinders in which pistons play, which run in opposite directions to ensure. transmission of driving force to the crankshaft.
The objective of this invention is to provide an internal combustion engine of the aforementioned type but improved.
This invention consists of an internal combustion engine of the kind indicated, with cylinders and pistons acting in opposing positions, one of them transmitting the driving force to the crankshaft through rollers in cooperation with grooves.
The invention also consists of internal combustion engines, the description of which will follow, with supporting drawings, in which:
Figure 1 shows an elevational view, part in section of one
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alternative forms of the motor designed according to the present invention.
Figure 2 gives a plan view, partly in section, of the engine shown in Figure 1.
Figure 3 schematically shows the offset or angular relation between the crank pin and the rollers of the engine that can be seen in Figures 1 and 2.
In the execution of this system, according to one of the embodiments, in application, by way of example, to a two-stroke engine of the type with horizontal cylinders mutually opposed, employing gasoline or oil as oxidant. mineral, two stationary cylinders 1 and 2 (Figures 1 and 2) have been placed on the housing 3, these cylinders being in alignment with each other and extending from the crankshaft 4 in mutually opposite directions.
The adjacent ends of the cylinders are open, while their outer ends are closed by removable cylinder heads 5 and 6. These cylinders are fitted with water jackets 7 and 8 and have one or more threaded orifices 9, providing passage for the spark plugs placed at the appropriate points.
In cylinders 1 and 2, passages 10 and 11 have been formed for the admission of the oxidizing mixture which arrives through the intake valves 12 and 13 respectively. Which are housed in valve boots 14 and 15 of a single inlet with the cylinders.
The valve boxes are connected to each other by a common induction duct 16 from which a connection 17 starts, the latter pipe leading to the air intake and having, disposed on its path, the carburetor lb .
The valves 12 and 13 are of the conical type; their axes or working pins designated by 19 and 20 respectively, are designed so as to react against the spring thrust 21 and 22 by the displacer means 23 and 24. These plungers are mounted. on bearings 25 and 26, and carry rollers 27 and 28 to their
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ends, the said rollers / rollers acting in combination with the play of the cam 29 mounted on the crankshaft 4.
In the vicinity of the inner ends of the cylinders 1 and 2, discharge orifices 30 and 31 have been formed respectively, while transfer passages 32 and 32a are made near their outer ends in order to transmit the initial compressive load to the cylinders. movable cylinders 33 and 34, as will moreover be described later.
Inside the stationary cylinders 1 and 2 are arranged the movable cylinders 33 and 34, these being connected at their inner ends with an intermediate piece 35. This last is made up of two halves separated in the direction longitudinal and having their ends held in grooves 36 made in the ends of the movable cylinders. These halves are fixed to each other and they are fixed to the cylinders 33 and 34 by bolts 37.
On the opposite sides of the intermediate part 35, there are types of central notches 38 and 39 in a horizontal direction; the crankshaft 4 passes through these notches, the length of which is chosen so that they ensure the freedom of movement of the intermediate piece 35 and of the cylinders 33 and 34 which are attached to it, during operation. engine.
On the intermediate piece 35, two similar notches 40 have been made having an approximately elliptical shape, the channels being excavated therein at the interior surfaces of the piece 35 and their major axes falling in coincidence with the axis of the cylinders.
Each of these notches has a solution of continuity along its minor axis where it is interrupted by vertical notches 42 and 43 which reign above and below the notches 38 and 39, to correspond to the crankshaft 4.
Rollers attached to the crank plate 46 are able to cooperate with the grooves or notches described above, so that the movement of cylinders 33 and 34 is transmitted to the crankshaft 4 under the above conditions. after decri-
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your.
The movable cylinders 33 and 34 are equipped with sets of packing rings 47,48 at 49 as well as 50, 51 and 52 respectively; the clearances 47 and 48 being arranged on either side of the intake openings 53 and the clearances 50 and 51 being, in a similar manner, arranged on either side of the intake openings 54. -
The rings 49 and 52 are closest to the ends of their respective cylinders.
The orifices 53 and 54 are formed so as to come opposite the transfer passages 32 and 32a which correspond to them, in the fixed cylinders 1 and 2, when the mobile cylinders 33 and 34 reach the end of their travels towards the end. interior.
Between the rings 49 and 52 and the inner ends of the cylinders 33 and 34 are formed the exhaust ports 55 and 56 of these cylinders.
Inside the movable cylinders 33 and 34, pistons 57 and 58 of the customary type have been placed, and the connecting rods 59 and 60 of the two pistons are connected to a common crank pin 61 wedged on the crank plate 46.
At each side of this crank plate 46 there are arranged two pairs of rollers .respectively designated by 44 and 45, 62 and 63 the latter two being arranged so as to cooperate with the notches 40 and 41 made in the intermediate piece 35 while the rollers 44 and 45 cooperate with the ramires or vertical notches 42 and 43. the rollers 62 and 63 are in alignment with each other as are the rollers 44 and 45, and the two pairs of rollers are arranged offset by 180 degrees apart from each other, which is represented by figure 3. Line AA which unites the centers of the pairs of rollers, forms an angle of 26 degrees with line BB which unites the center crankpin 61 with that of crankshaft 4.
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The rollers 44 and 45 which are therefore at an angle of 206 degrees in advance of the nipple 61 cooperate with the vertical grooves or notches 42 and 43 so that the movement of the movable cylinders 33 'and 34 is transmitted to the shaft -crankshaft 4 in part of the stroke, while the rollers 62 and 63 cooperate with the notches 40 and 41 for the continuation while the rollers 44 and 45 cross the notches 38 and 39 made for the shaft- crankshaft 4 in the intermediate part 35. The notches 38 and 39 respectively separate the upper and lower parts of the vertical notches 42 and 43.
The rollers 62 and 63, which cooperate with the notches 40 and 41 therefore only act for the transmission of the movement of the movable cylinders 33 and 34 to the stroke parts in which the center of the crank pin is close to the axial line of the cylinders. , while, for the remainder of the race, the transmission is effected by the rollers 44 and 45 which cooperate with the vertical notches 42 and 43.
The rollers 44 and 45 which cooperate with the vertical notches 42 and 43 have a length exceeding that of the rollers 62 and 63 which cooperate with the notches 40 and 41 since, as a result of the intersection or crossing of these notches, the working surfaces vertical notches 42 and 43 are located at a greater distance from the axial line of the cylinders than is the case for notches 40 and 41.
The arrangement of the rollers 62 and 63 along a line making an angle of 26 degrees with the center of the crankpin 61 avoids having a neutral point. However, this angle can be chosen weaker or stronger if desired.
The crankshaft 4 is carried by the roller bearings 64 and 65 on the housing 3.
In the arrangement described above, when, for example, the piston 57 is moved outwardly from the center of the crankshaft 4, the piston 58 is directed inwardly towards that center while the movement of the cylinders 33 and 34
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operates in the opposite direction to. that of pistons 57 and eb "respectively.
The motor described above operates as follows:
If it is assumed that the piston 58 precisely completes its explosive stroke, the movable cylinder 34 which acts in concert with it will arrive towards the limit of its movement in the opposite direction and it will make the inlet ports 54 correspond with the passages of transfer 32a in the fixed cylinder 2 which contributes to the effect.
The load which first underwent compression in the preceding stroke, in the space existing between the end of the movable cylinder 34 and the cylinder head 6 of the fixed cylinder 2, then enters the movable cylinder and performs a sweeping operation. effective of this.
When the piston 58 begins its internal stroke or compression phase, the movable cylinder 34 cooperating with it moves in the opposite direction, and the exhaust ports 56 of the latter are first covered by the piston 58, then this are the transfer passages 32a which are closed, and the compression of the load takes place in the movable cylinder. 34.
During this movement, the intake valve 13 opens and a new load displacement is drawn into the fixed cylinder 2.
When the ignition point is reached, one of the intake openings, that designated by 54, on the movable cylinder 34, is opposite the orifice 9 of the spark plug made in the fixed cylinder 2 , the load is then ignited and explodes. Piston 58 now begins its explosive stroke as the movable cylinder moves in the opposite direction.
Immediately before reaching the ignition point, the intake valve 13 is closed, so that the movable cylinder 34 moves away from the piston 56; the charge occupying the fixed cylinder 2 then undergoes compression. Towards the end of the explosive stroke! The exhaust ports 56 open, and,
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after them the transfer orifices 32a come opposite the intake orifices 54, so as to allow the admission of a new displacement or charge into the mobile cylinder.
Then, the above-mentioned operating cycle is repeated throughout the running of the engine.
It will be understood that the same operating cycle takes place in the two cylinders of the engine, with, however, a phase shift such that, when it is the explosion stroke which takes place in one of these cylinders, it is the compression stroke that takes place in the other, and vice versa.
One of the transfer passages in each of the arrangements 32 and 32a may be 1/32 of an inch longer than the others, so that any amount of gasoline condensed in the cylinder heads is forced through. these passages as they open ahead of the others, and undergo spraying or atornisation.
It will be appreciated that, by the use of this invention, an engine of compact form and of great useful effect, with elimination of the neutral point, is obtained, and the movement of the cylinders of which is effectively damped by the initial compression of the cylinder. load in the fixed cylinders. In addition, the intermediate piece constitutes a rigid connection which effectively provides the alignment resistance of the movable rolls.
Although this invention has been described as being, by way of example, applied to the case of a two-stroke engine; gasoline and two cylinders placed in opposition to each other, its application is not limited to this embodiment, because it could be directly practiced for two-stroke engines which would include other cylinder arrangements, thus - if only for engines operating with an oxidizing agent other than gasoline. Moreover, this invention also applies to diesel engines.