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Moteur à combustion rotatif.
On connaît des moteurs à combustion dont le corps renfer - mant les cylindres est mis en rotation par l'intermédiaire d' arbres coudés, de tringles, de courbes de guidage, de transmis sions, etc.
La présente invention a pour objet une nouvelle construc - tion d'un moteur à combustion à cylindres rotatifs, dans la - quelle une courbe de forme spéciale opère, d'une manière sim - ple, la transformation de la course du piston en un mouvement de rotation sans l'emploi d'organes intermédiaires compliqués.
Ceci s'obtient, non seulement par la forme spéciale et le mode d'action spécial de la courbe de guidage contre laquelle les -pistons s'appuient par des galets, mais encore du fait que les axes des cylindres se trouvent à une certaine distance de l'axe de rotation du cylindre, de sorte qu'il en résulte un bras de levier qui, au moment de l'allumage, donc au moment
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du plus grand déploiement de force, permet également la plus grande utilisation de force. Les cylindres sont situés deux à deux dans'un même plan, comme des sécantes, de part et d'autre de l'axe du moteur.
La disposition des cylindres deux à deux fournit cet avantage que, par suite de la bonne utilisation de l'espace, les cylindres peuvent être réunis en un rotor de dimensions particulièrement minimes permettant une grande vitesse de rotation et que, en outre, l'admission et l'évacua- tion des gaz pour chaque paire de cylindres situés dans un même plan peut se faire par une embase de soupape reliant les deux cylindres et par un ajutage inséré dans cette dernière et servant aux deux cylindres.
La forme spéciale de la courbe a une action telle que l'intervalle restant entre le piston et le cylindre est de grandeur différente pour la période de compression et la période d'échappement, de telle sorte que, pour la compression, l'espace correspond au degré de compres - sion nécessaire, tandis que cet espace est, pour l'échappement, approximativement égal à zéro, et qu'on obtient ainsi une expulsion presque totale des gaz brûlés. Les quatre périodes nécessaires : explosion, échappement, aspiration et compres - sion, ont lieu pendant une révolution du corps de cylindres établi comme rotor de faibles dimensions.
Par une forme conve - nable de la courbe de guidage, les temps pour chaque période peuvent être différents et être calculés conformément à leur plus grande économie, de telle façon que, par exemple, la période soit plus longue pour l'aspiration et la compression et plus courte pour l'explosion et l'échappement. L'introdue- tion du gaz frais et l'évacuation des gaz brûlés peuvent se faire toutes deux par la même soupape, de sorte que les gaz frais, qui sont froids, opèrent un refroidissement favorable des parties ayant subi le contact des gaz d'échappement chauds et que l'échange de température ainsi obtenu produit aussi un réchauffage favorable des gaz frais. La soupape d'admission et
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d'échappement est commandée, pendant la rotation du rotor, par une courbe de guidage convenablement établie.
Un canal venant de la soupape, lequel est avantageusement établi avec une fai - ble longueur eu égard aux gaz d'échappement, par suite de la disposition des cylindres par paires, et se trouve dans l' embase de soupape reliant les cylindres, conduit à un ajutage fixe par rapport au corps de cylindres et étanché par des seg - ments et des baguettes intermédiaires de garniture, lequel ajutage possède un orifice d'admission et un orifice d'échap - pement communiquant, par des conduites, avec le carburateur et avec le pot d'échappement, respectivement. Ces canaux fixes entrent en liaison, dans les périodes correspondantes, avec le canal du corps de cylindres conduisant à la soupape, de sorte que, lorsque la soupape est ouverte,'du gaz peut entrer ou sortir.
Le dessin ci-joint représente un exemple de réalisation de la nouvelle disposition d'ensemble.
La fig.l montre le moteur vu du côté de la tête, en une coupe suivant la ligne T-T de la fig.2, la moitié de gauche de la figure montrant spécialement l'admission et l'évacuation des gaz, tandis que la moitié de droite montre l'intérieur d'un cylindre avec le piston.
La fig. 2 est une vue en plan d'après la fig.l, la moitié supérieure étant une coupe suivant la ligne S-S et la moitié inférieure une coupe suivant la ligne R-R de la fig.l.
Le moteur entier est entouré d'une enveloppe k, dont les parois de tëte servent au placement des ajutages fixes u ser - vant, à leur tour, de paliers à l'arbre moteur b tournant avec le rotor a. Les cylindres al sont décalés entre eux et dispo - ses deux à deux dans un même plan, de telle manière que leurs axes c se trouvent à une distance de l'axe de l'arbre moteur b. Les blocs de cylindres, coulés d'une seule pièce ou reliés entre eux sur l'arbre b, forment le rotor a pouvant comprendre
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un nombre quelconque de cylindres al, quatre dans l'exemple d'exécution représenté. A l'extrémité inférieure des pistons m est monté un galet f qui s'appuie contre une courbe de gui - dage G fixée à l'enveloppe k. La forme de cette courbe G commande le mouvement de course des pistons m pendant la ro - tation du rotor a.
Au moment de l'allumage, le cylindre se trouve placé à peu près perpendiculairement à la courbe, laquelle oppose une résistance fixe au piston se trouvant sous la pression d'explosion, d'où il résulte que, au lieu du pis - ton, c'est le cylindre qui se déplace relativement. Par suite de la distance x existant entre l'axe du cylindre et l'axe du rotor, il se produit, en cela, des efforts de rotation P extrêmement avantageux qui mettent le rotor en rotation. Au cours de la rotation du rotor, la partie de la courbe de gui - dage prévue pour la période de combustion s'éloigne constam - ment de l'axe du rotor, de sorte que le piston peut exécuter un mouvement de course par rapport au cylindre.
A partir du point extrême de la course d'explosion, la courbe de guidage se rapproche de nouveau du centre du rotor, de sorte que, lorsque le rotor tourne, le piston est repoussé dans le cylin- dre par la courbe pour. l'expulsion des gaz brûlés. La fin de l'échappement correspond au point de la courbe le plus rappro- ché du centre du rotor. La tête du piston s'approche, dans sa position extrême, de l'extrémité de l'alésage du cylindre dans toute la mesure possible, de manière qu'il n'y ait presque plus d'intervalle et que, par conséquent, les gaz brülés soient expulsés presque intégralement. Pour la course d'aspiration qui vient ensuite, la courbe s'éloigne de nouveau du centre dans la mesure où cela est nécessaire pour que le cylindre soit rempli de gaz frais par la course correspondante du piston.
Dans la période suivante de compression, la courbe, qui se rapproche de nouveau du centre, repousse le piston dans le cylindre jusqu'à un point correspondant au degré de comprcs -
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sion nécessa,ire des gaz frais. (Dans la fig.l, le cylindre représenté en coupe passe par la section de compression de la courbe). Pour la simplification de la construction, la courbe de guidage G peut, par exemple, être symétrique de part et d' autre de son axe longitudinal, et il peut être prévu un arc de cercle plus grand pour les courses d'aspiration et de compression, d'une durée plus longue, et un arc de cercle plus petit pour les courses d'explosion et d'échappement, d'une durée plus courte, les deux arcs de cercle de grandeur diffé - rente étant reliés entre eux par des tangentes.
Les périodes d'explosion et d'échappement déterminées par la forme de la courbe sont plus courtes que les périodes d'aspiration et de compression. Le rendement de l'explosion est considérablement accru par le court laps de temps dans lequel l'explosion est utilisée, car on obtient ainsi une augmentation avantageuse de la vitesse de rotation. Le raccourcissement de la période d'échappement permet également, avec le raccourcissement de la période d'explosion, une prolongation avantageuse des périodes d'aspiration et de compression des gaz frais. La pro- longation de ces périodes rend possible un guidage plus doux et plus favorable de la courbe, comportant une consommation d'énergie plus minime. Pendant la période d'aspiration, la courbe G n'exerce pas d'influence directe sur le galet f, car le piston doit alors être retiré du cylindre.
A cet effet, il est prévu des galets de traction h montés élastiquement sur les pistons, galets qui s'engagent derrière l'allée de la courbe G et attirent le piston hors du cylindre pour la course d'aspiration. Cette course commandée du piston peut être ap - puyée par la disposition d'une courbe auxiliaire d, ou encore être opérée par cette courbe seule. La courbe d est établie de telle façon que, dès la fin de la course d'échappement, un galet dl monté sur le même axe que le galet 1.. s'engage dans la courbe d et prenne appui sur celle-ci au commencement de la
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courbe d'aspiration, de sorte que la courber attire le piston hors du cylindre par l'intermédiaire du galet dl. Pour éviter la rotation des pistons, ceux-ci sont guidés par des coulis - ses, de la manière connue.
Chaque révolution du rotor signifie une course de travail d'un piston. La courbe G influence en même temps les deux cylindres disposés dans un même plan, dont le travail est, conformément à leur décalage, décalé de 180 degrés. Par suite de la disposition de deux paires de cylindres dans un rotor à quatre cylindres, chaque révolution du rotor correspond donc à quatre périodes de travail. L'ad- mission de gaz et l'échappement de gaz sont, pour chaque cy - lindre, réglés par une seule soupape..9.. De cette soupape..9. part un canal z qui va à l'ajutage fixe 1! se trouvant à pro - ximité immédiate.
Grâce à la disposition des cylindres deux à deux dans un même plan et à l'embase de soupape commune re - liant les cylindres, on obtient cet avantage que ce canalest très petit et que le reste des gaz d'échappement subsistant dans ce canal est, par suite, très minime, de sorte que les gaz frais entrant par le même canal ne sont viciés que dans une mesure tout-à-fait insignifiante. La soupape échauffée par les gaz d'échappement est de nouveau refroidie par les gaz frais, d'où il résulte un fonctionnement considérablement meilleur et une durée plus grande. En même temps, les gaz frais subissent, en passant par les parties et espaces échauf- fés, un réchauffage favorable.
L'ajutage cylindrique u , fixe dans la. tête d'enveloppe, renferme un canal t1 raccordé au pot d'échappement et un canal s1 communiquant avec le carburateur. L'ajutage u pénètre dans un évidement correspondant d.e l'embase de soupape reliant les deux cylindres et dans laquelle débouche aussi le canal z. Des canaux s1 et tl, des orifices.±. et t vont 9. la périphérie de l'ajutage u Ces orifices s et..! sont fermés par 1'embase de soupape entourant l'ajutage u. Devant et derrière les orifices
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s et t sont encastrés dans l'ajutage u des segments d'étanché - ité w, afin d'obtenir une bonne étanchéité de l'ajutage dans la tête du rotor.
Afin d'assurer aussi l'étanchéité entre les orifices se trouvant entre les segments d'étanchéité, des ba - guettes d'étanchéité y sont disposées entre ces derniers, lesquelles sont logées dans des rainures correspondantes et sont appuyées élastiquement contre la paroi de l'évidement de la tete de rotor.
Lors de la rotation du rotor, pendant la période d'échap - pement, le canal z entre en communication avec l'orifice t et, par suite, avec le canal d'échappement tl de l'ajutage u.
Pendant le temps où le canal s dépasse l'orifice t, la soupape q est ouverte par une courbe 2 par l'intermédiaire d'un galet etc. Cette position est représentée dans la moitié de gauche de la fig.l. Dans la rotation ultérieure du rotor, le canal z dépasse ensuite l'orifice s pendant la course d'aspiration, également lorsque la soupape..9. est ouverte par la courbe de sorte qu'il y a communication directe entre l'espace de cylindre et le carburateur. Le canal de l'autre cylindre situé dans le même plan entre également, au cours de la rota - tion ultérieure du rotor et de la même manière, successivement en communication avec les orifices t et s de l'ajutage u. L' échappement et l'admission ont lieu, en cela, de la même manière qu' auparavant.
REVENDICATIONS.
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Rotary combustion engine.
Combustion engines are known in which the body enclosing the cylinders is rotated by means of bent shafts, rods, guide curves, transmissions, etc.
The present invention relates to a new construction of a combustion engine with rotary cylinders, in which a specially shaped curve operates, in a simple way, the transformation of the piston stroke into a movement. of rotation without the use of complicated intermediate organs.
This is achieved not only by the special shape and the special mode of action of the guide curve against which the -pistons are supported by rollers, but also by the fact that the axes of the cylinders are at a certain distance. of the axis of rotation of the cylinder, so that a lever arm results which, at the time of ignition, therefore at the time
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of the greatest deployment of force, also allows the greatest use of force. The cylinders are located two by two in the same plane, like secants, on either side of the axis of the engine.
The arrangement of the cylinders two by two provides this advantage that, owing to the good use of space, the cylinders can be united in a rotor of particularly small dimensions allowing a high speed of rotation and that, moreover, the intake and the evacuation of the gases for each pair of cylinders situated in the same plane can be effected by a valve base connecting the two cylinders and by a nozzle inserted in the latter and serving for the two cylinders.
The special shape of the curve acts such that the remaining gap between the piston and the cylinder is of different magnitude for the compression period and the exhaust period, so that, for the compression, the space corresponds to the necessary degree of compression, while this space is, for the exhaust, approximately equal to zero, and thus an almost total expulsion of the burnt gases is obtained. The four necessary periods: explosion, exhaust, suction and compression, take place during one revolution of the cylinder body established as a small rotor.
By a suitable form of the guide curve, the times for each period can be different and be calculated according to their greater economy, so that, for example, the period is longer for suction and compression. and shorter for the explosion and exhaust. The introduction of the fresh gas and the evacuation of the burnt gases can both be effected by the same valve, so that the fresh gases, which are cold, effect a favorable cooling of the parts which have been subjected to the contact of the gas. hot exhaust and that the temperature exchange thus obtained also produces favorable heating of the fresh gases. The inlet valve and
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exhaust is controlled, during rotation of the rotor, by a suitably established guide curve.
A channel coming from the valve, which is advantageously established with a short length with regard to the exhaust gases, due to the arrangement of the cylinders in pairs, and is located in the valve base connecting the cylinders, leads to a nozzle fixed with respect to the cylinder body and sealed by segments and intermediate packing rods, which nozzle has an inlet port and an exhaust port communicating, via pipes, with the carburetor and with the the exhaust, respectively. These fixed channels come into connection, in the corresponding periods, with the channel of the cylinder body leading to the valve, so that, when the valve is open, gas can enter or exit.
The attached drawing shows an example of the realization of the new overall arrangement.
Fig. 1 shows the engine seen from the side of the head, in a section along the line TT in fig. 2, the left half of the figure specially showing the inlet and outlet of gases, while the half right shows the inside of a cylinder with the piston.
Fig. 2 is a plan view according to fig.l, the upper half being a section taken along line S-S and the lower half a section taken along line R-R of fig.l.
The entire motor is surrounded by a casing k, the head walls of which serve for the placement of fixed nozzles, which in turn serve as bearings for the motor shaft b rotating with the rotor a. The cylinders a1 are offset from one another and arranged in pairs in the same plane, such that their axes c are at a distance from the axis of the motor shaft b. The blocks of cylinders, cast in one piece or interconnected on the shaft b, form the rotor a which may include
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any number of cylinders a1, four in the exemplary embodiment shown. At the lower end of the pistons m is mounted a roller f which rests against a guide curve G fixed to the casing k. The shape of this curve G controls the stroke movement of the pistons m during the rotation of the rotor a.
At the moment of ignition, the cylinder is placed approximately perpendicular to the curve, which opposes a fixed resistance to the piston under the explosion pressure, from which it follows that, instead of the piston, it is the cylinder which moves relatively. As a result of the distance x existing between the axis of the cylinder and the axis of the rotor, extremely advantageous rotational forces P are produced in this, which set the rotor in rotation. During the rotation of the rotor, the part of the guide curve intended for the combustion period constantly moves away from the axis of the rotor, so that the piston can perform a stroke movement relative to the cylinder.
From the extreme point of the explosion stroke, the guide curve again approaches the center of the rotor, so that when the rotor rotates the piston is pushed back into the cylinder by the curve for. expulsion of burnt gases. The end of the exhaust corresponds to the point on the curve closest to the center of the rotor. The piston head in its extreme position approaches the end of the cylinder bore as far as possible, so that there is almost no gap and therefore the burnt gases are expelled almost completely. For the next suction stroke, the curve moves away from the center again insofar as this is necessary for the cylinder to be filled with fresh gas by the corresponding stroke of the piston.
In the next period of compression, the curve, which again approaches the center, pushes the piston back into the cylinder to a point corresponding to the degree of compression -
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required fresh gas. (In fig.l, the cylinder shown in section passes through the compression section of the curve). To simplify the construction, the guide curve G can, for example, be symmetrical on either side of its longitudinal axis, and a larger arc of a circle can be provided for the suction and compression strokes. , of a longer duration, and a smaller arc of a circle for the explosion and escape strokes, of a shorter duration, the two arcs of a different size being connected to each other by tangents .
The explosion and exhaust periods determined by the shape of the curve are shorter than the suction and compression periods. The efficiency of the explosion is considerably increased by the short time in which the explosion is used, since there is thus obtained an advantageous increase in the speed of rotation. The shortening of the exhaust period also allows, along with the shortening of the explosion period, an advantageous prolongation of the periods of suction and compression of the fresh gases. The prolongation of these periods makes possible a smoother and more favorable guidance of the curve, with a lower energy consumption. During the suction period, the curve G has no direct influence on the roller f, since the piston must then be withdrawn from the cylinder.
For this purpose, traction rollers h resiliently mounted on the pistons are provided, which rollers engage behind the aisle of curve G and attract the piston out of the cylinder for the suction stroke. This controlled stroke of the piston can be supported by the arrangement of an auxiliary curve d, or else be operated by this curve alone. The curve d is established in such a way that, at the end of the exhaust stroke, a roller dl mounted on the same axis as the roller 1 .. engages in the curve d and bears on it at the beginning of the
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suction curve, so that the curve draws the piston out of the cylinder through the roller dl. To prevent rotation of the pistons, they are guided by grouts, in the known manner.
Each revolution of the rotor means a working stroke of a piston. The curve G simultaneously influences the two cylinders arranged in the same plane, the work of which is, in accordance with their offset, shifted by 180 degrees. As a result of the arrangement of two pairs of cylinders in a four-cylinder rotor, each revolution of the rotor therefore corresponds to four working periods. The gas intake and gas exhaust are, for each cylinder, regulated by a single valve..9 .. From this valve..9. leaves a channel z which goes to the fixed nozzle 1! located in the immediate vicinity.
Thanks to the arrangement of the cylinders two by two in the same plane and to the common valve base connecting the cylinders, we obtain the advantage that this channel is very small and that the rest of the exhaust gases remaining in this channel is , therefore, very minimal, so that the fresh gases entering through the same channel are contaminated only to a quite insignificant extent. The valve, heated by the exhaust gases, is again cooled by the fresh gases, resulting in considerably better operation and longer life. At the same time, the fresh gases undergo favorable reheating by passing through the heated parts and spaces.
The cylindrical nozzle u, fixed in the. casing head, contains a channel t1 connected to the exhaust and a channel s1 communicating with the carburetor. The nozzle u enters a corresponding recess d.e the valve base connecting the two cylinders and into which also the channel z opens. Channels s1 and tl, orifices. ±. and t go 9. the periphery of the nozzle u These orifices s and ..! are closed by the valve base surrounding the nozzle u. In front of and behind the openings
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s and t are embedded in the nozzle u of the sealing segments w, in order to obtain a good seal of the nozzle in the head of the rotor.
In order also to ensure the seal between the orifices located between the sealing segments, sealing strips are arranged there between the latter, which are housed in corresponding grooves and are pressed elastically against the wall of the gasket. recess of the rotor head.
During the rotation of the rotor, during the exhaust period, the channel z enters into communication with the orifice t and, consequently, with the exhaust channel tl of the nozzle u.
During the time when the channel s passes the orifice t, the valve q is opened by a curve 2 by means of a roller etc. This position is shown in the left half of fig.l. In the subsequent rotation of the rotor, channel z then passes through orifice s during the suction stroke, also when the valve..9. is opened by the curve so that there is direct communication between the cylinder space and the carburetor. The channel of the other cylinder situated in the same plane also enters, during the subsequent rotation of the rotor and in the same way, successively in communication with the orifices t and s of the nozzle u. Exhaust and intake take place, in this, in the same way as before.
CLAIMS.
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