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p:rooH4 et nppareil pour l'alimentation en combustible liquido des moteurs à combustion interne.
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La présenta Inventlon est relative k un procédé et un appareil pour l'allmontatlon en combus- tible liquide des motom à combnotlon interne et pour former dans ceux-cl des mélanges de combustible et
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d'air.
Les motears à combustion Interne peuvent être classés en deux catégories générales:les moteurs
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du type à carburateur et les moteurs dU ttps à injec- tion. Dans les moteurs dn type à carburateur,le mélange est prépare à l'extér1em:- du cylindre et la pres-
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sion de compression est limitée à une valeur relative- ment faible. Dans les moteurs du t@pe à injection, on utilise pour introduire le combustible dans le moteur un type quelconque de soupape ou de pompe mesureuse combinée avec un gicleur ou une soupape mesureuse coo- pérant avec une chambre formée dans le moteur et pré- sentant de petits trous.
Dans ce dernier genre de moteur, en raison du mesurage du combustible par des pompes et des soupapes à pointeau,le combustible étant générale- ment sous une pression élevée, il y a une limite au maximum de la quantité de combustible pouvant être facilement introduite.,'En outre, dans les moteurs du type à carburateur et du type à injection, il y a tou- jours risque d'obstruction ou d'engorgement des gicleurs ou des petits passages de mesurage.
L'invention a pour objet un procédé pour alimenter en combustible liquide les moteurs à combus- tion interne et pour combiner ce combustible avec de l'air dans ces moteurs, de façon quo le combustible soit distribué dans la chambre de combustion du moteur sous la forme d'une pellicule non cinétique qui,lorsqu'elle est soumise à l'action de l'air se trouvant dans la dite chambre et passant sur cette pellicule, est vaporisée et mélangée avec l'air pour former un mélange combus- tible.Par ce procédé,on peut employer des passages d'ame- née de combustible relativement grands, ce qui supprime les risques d'obstruction ou d'engorgement,et de très .
faibles quantités de combustible pcavent être introdui- tes à l'aide d'organes de dimensions relativement gran- des, de façon que du combustible liquide puisse être
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facilement introduit, avant la fin de la course de compression, dans des moteurs ayant un alpage de 50 on 75 millimètres; tels que les moteurs hors bord,de sorte que la pression de compression dans des moteurs de ce genre, peut être sugmentée,ce qui assure une augmenta- tion résultante du rendement.
L'invention a également pour objet un mécanis- me simple pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus mentionné, ce mécanisme comprenant un disque rotatif qui, en un point sépare de la chambre de combustion du moteur, reçoit du combustible liquide et, en un autre point de son déplacement, expose le combustible se trou- vant sur ce di sqns sous la forme d'une pellicule, à l'action des gaz dans la moteur pour former un mélange combustible, des moyens étant prévus pour faire varier l'amplitude de déplacement de ce disque afin de modifier l'étendue de la pellicule exposée.
L'invention consists, en outre.on diverses caractéristiques indiquées ci-après: Dans le dessin ;
La fig; 1 est une vue en coupe verticale d'un moteur à combustion Interne pourvu d'un appareil pour la mise en Oeuvre du présent procédé.
La fig. 2 est une vue en plan d'une partie de la culasse da cylindre, cette vue étant faite suivant la ligne 2-2 de la fig.1.
La fige 3 est une vue en coupe dëtaillée faite suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en coupe détaillée faite suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
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La fig. 5 est une vue perspective de l'organe d'entreinement du combustible.
La fig. 6 est une vue détaillée, partie en coupe; d'une partie du mécanisme de commande de l'organe d'entraînement du combustible.
La fig. 7 est une vue d@taillée montrant certaines modifications du méoanisme de commande de l'organe d'amenée de combustible.
L'invention est représente comme étant ap- pliquée à un moteur à deux temps,avec compression dans le carter de manivelle et orifices do balayage, mais elle peut être appliquée à un moteur à deux ou à quatre temps.
Dans le dessin, 9 désigne le cylindre du moteur., 10 la piston se déplaçant dans ce cylindre et relié à la bielle 11 d'un arbre vilebrequin 12 touril- lonnant dans le carter de manivelle 13. Le piston, à l'extrémité supérieure de sa course, met à découvert les orifices d'admission 14 pour permettre à la charge d'air d'entrer dans la cylindre;
pendant sa course d'allumage, il comprime la dite charge,et, finalement, vers la fin de sa cours@edeschendante,il met à découvert les orifices d'échappement 16 et ensuite les orifices d'admission d'air de balayage Iô,pour permettre à une nouvelle charge d'air, comprimée dans le carter de manivelle,de passer de ce dernier, par un conduit 17 et les orifices 16, dans le cylindre afin d'évacuer de celui-ci les gaz d'échappement et de le remplir d'une nouvelle charge d'air qui est comprimée par le piston, lors de sa course ascendante @uivante, dans l'espace
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formé pntre le piston, le cylindre et la calasse de cylindre 18.
Un organe d'entrain ornent de combustible
19, affectant de préférence la forme d'un disque rota- tif pourvu,d'une tige 20,est monté dans la calasse du cylindre et est actionné pour amener le combustible d'une source d'alimentation à la chambre de combustion,
L'organe ou disque 19 est appliqué sur une enveloppe 21 montée d'une manière étanche dans un alésage formé dans la calasse de cylindre, la dite enveloppe présentant un passage d'amenée de combustible 22 (voir figo 3), ainsi qu'un espace 23 pour un fluide de refroi- dissement approprié,la tige 20 attendant à travers la dite enveloppe et au-delà de cette dernière L'enve- loppe 21 est,
de préférence$ disposée dans la calasse de cylindre de façon que la face extérieure du disque 19, soit aussi rapprochée que possible de la face refroi- die 24 de la culasse de cylindre, afin d'être refroidie par cette face 24 et de manière que la face supérieure de ce disque soit alignée, ou que son bord extérieur adjacent à la chambre de combustion soit en principe aligné avec 1'espace minimum 25 réservé entre le dessus du piston et la partie de la culasse faisant face à ce dernier, L'enveloppe 21 présentanune rainure 26 débou- chant sur la face supérieure du disque 19, à proximité du piston, ainsi qu'un passer 27 formant la chambre de combustion,,
qai peut être agmand@ ou prolongé pour as- surer 1'espace nécessaire pour la pression de compression désirée.
Du combustible liquide est amené dans le
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passage 22 par une tuyauterie 28 reliée à un réservoir d'alimentation 29. L'alimentation en combustible peut se faire par pesanteur,mais pour satisfaire à toutes les conditions de fonctionnement du moteur, il est préféra- ble d'assurer l'alimentation en combustible sous une faible pression (par exemple 70 à 700 grammes par centimètre carre) au moyen d'une pompe à air 30 action- née par le moteur et envoyant de l'air comprimé, par un tuyau de distribution 31, dans le réservoir 29;
Bette pression est sous le contrôle de l'opérateur, au moyen d'un dispositifde soupape approprie 32 de réglage de la pression, par exemple, une soupape à pointeau 33 fermée par un ressort et réglant la distribution de l'air sous presiot par un passage 34 et des orifices 36 communiquant avec l'atmosphère le ressort 36 de la dite soupape é- tant réglé à l'aide d'un écrou 37 mû à la main
Bien que le disque 19 soit normalement appli- qué sur son siège contre l'enveloppe 21 par la pression régnant dans le cylindre, un léger ressort 38 peut égale- ment être utilisé pour maintenir ce disque contre son siège.
Le combustible distribué por le passago 22 sur le disque est entraînée sur celui-ci pntre les surfaces d'appui, sous la forme d'une très mince couche ou pelli- cule lorsque le disque reçoit un mouvement de rotation, jusqu'à ce que la pellicule vienne en regard de l'ouver- ture 26 de la chambre de combustion. Le mouvement du disque pour effectuer cette action peut être un mouve- ment oscillant, ou un mouvement de rotation intermittent d'amplitude variable pour faire varier l'étendue de la pellicule, afin de convenir aux conditions de vitesse
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et de charge du moteur.
Pour assurer un mouvement oscilla@ la tige du disque peut porter une roue conique 09 en prise avec un secteur denté 40 monté sur un arbre oscillant 41. Cet arbre 4@ porte un levier 42 présentant une fente en arc de cercle 43 dans laquelle un boulon 44, passant à travers t'extrémité supérieure d'une tige- poussoir 45, est fixé d'une manière réglable par un écrou 46. A cette tige 45 est articulé en 47' un prolon- gement inférieur 47 pour permettre que la tige 45 soit déplacée de façon à faire varier la longueur effective du bras de lev@er 42, et à modifier ainsi l'amplitude du mouvement d'osoillation de la roue conique 39 et, par conséquent, du disque 19.
L'extrémité intérieure de la tige poussoir porte un galet 48 sur lequel agit une came 49, ., convenablement montée sur l'arbre 19, qui déter- mine un mouvement de montée de la tige 46 et, par oonsé- quent, un mouvement de rotation du disque 19, les organes étant ramenés en position par un ressort 48' agissant sur la tige 45.
Le mouvement de la tige 45 peut âtre modifié pour faire varier le réglage du mouvement du disque,ou pour faire varier l'amplitude de ce mouvement, en prévo- yant des écroue d'arrêt réglables 50 présentés par l'ex- trémité Inférieure On prolongement 47 et coopérant avec un organe d'arrêt fileté réglable 51 porté par le bâti du moteur, de sorte que le galet 48 peut être soulevé ou abaissé pour que la came vienne s'engager avec ce galet plus ou moins tôt pendant le cycle de fonctionne- ment du moteur.
Lorsqu'on désirs imprimer au disque 19 un mouvement de rotation intermittent,la disposition peut être modifiée,comme représenté fige 7, en co@binant
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la tige-poussoir,précédemment décri@e, avec un bras de levier 52, conjugué avec un des org@nes rotatifs d'un embrayage à galets 52' à un seul s@@s d'action l'autre organe rotatif du dit embrayage ét@nt monté car un arbre partant une roue à denture hélicoïdale 54 on prise avec une roue à denture hélicoïdale 55 montes sur la tige 20. Aucun détail de l'embrayage à galet n'est donné ici,
car celui-ci peut être de tout@ construction appro- priée ou connue, et à titre d'exemple d'un mécanismo d'enrayage de ce genre,on pourra so reporter à l'ouvrage -Moteurs à combustion interne- par Carpenter et Dioderioks, publie en 1910, par D. Van Nostrand Company, New-York, page 246, Fig. 11-13.
'Dans l'un ou l'autre cas, avant la fin de la course de compression, un certain @olums de combustible liquide, représenté par la pellicule qui a été exposée à l'air dans la chambre de combustion, est soumis à l'ac- tion de vaporisation et de chauffage des gaz se trouvant dans cette chambre et est gazéifie do ce fait pour former la charge qui, en brûlante se détend pendant la course descendants, agissant ainsi sur la piston, Il y a lieu de noter que, lorsque le pieton approche de la fin de sa course de compression, l'air soumis à la compression est comprime entre le piston et la culasse dans l'espace 25 et en est chassé en passant, sur la surface de la pelii- cule présentée par le disque, pour arriver dans la cham- bre de combustion 27.
Le moment où la pellicule est distribuée dans la chambre de combustion du moteur dépendra du cycle employé, soit @olume constant, soit volume partiellement
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constant et pression partiellement constante, de la pres- sion de compression et de la vitesse.
Le disque peut com- menoer à distribuer sa charge @ début de la compression et continuer jusqu'à la fin de celle-ci dans un cycle à deux temps, on la distribution peut être retardée, ou elle peut commencer pendant la course d'aspiration dans un cycle à quatre temps,ou être retardée.Des combustibles volatiis,t@la que .essence ou ses succédanés, peuvent être employés dans le moteur sous des pressions de com- pression plus élevées que dans les moteurs du type à car- burateur, pour la raison que l'introduction du combustible peut être retardée pour éviter la détonation.
On peut utiliser des combustibles plus lourds avec une compres- sion plus élevée, la chaleur de l'air servant à vapori- ser ce combustible et l'état de pellicule mince dans le- quel il se trouve permettant une vaporisation facile.
L'allumage de la charge peut être effectué suivant n'im- porte lequel des procédés bien @onnus,par exemple par étincelle, cloche chaude 56, ou chaleur de oompression , suivant la somme de compression employée.
Il y a lieu de remarquer que le passage 22 peut être plus éloigné de l'espace 26, lorsque le mouve- ment angulaire @ disque 19 est suffisant pour permettre d'amener au motour la quantité requise de combustible lors du mouvement oscillant du dit disque, et, lorsqu'on mouve- ment de rotation intermittent est imprimé au disquee,le passage 22 peut être d@sposé sur le coté de l'espace 26 opposé à celui montré dans le dessin; ou être diamétrale- ment opposé au dit aspaas
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p: rooH4 and device for supplying liquid fuel to internal combustion engines.
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The present Inventlon relates to a method and an apparatus for the allmontatlon in liquid fuel of the motom with internal combustion and for forming therein mixtures of fuel and
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of air.
Internal combustion engines can be classified into two general categories: engines
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of the carburettor type and ttps injection engines. In carburettor type engines, the mixture is prepared outside: - the cylinder and the pressure
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The compression pressure is limited to a relatively low value. In engines of the injection type, any type of valve or metering pump combined with a nozzle or metering valve cooperating with a chamber formed in the engine and having a chamber formed in the engine is used to introduce fuel into the engine. small holes.
In the latter type of engine, due to the metering of fuel by pumps and needle valves, the fuel being generally under high pressure, there is a maximum limit on the amount of fuel which can be readily introduced. In addition, in carburettor type and injection type engines there is always a risk of clogging or clogging of the jets or of small measuring passages.
The object of the invention is a process for supplying liquid fuel to internal combustion engines and for combining this fuel with air in these engines, so that the fuel is distributed in the combustion chamber of the engine under the combustion chamber. forms a non-kinetic film which, when subjected to the action of the air present in said chamber and passing over this film, is vaporized and mixed with the air to form a combustible mixture. By this method, relatively large fuel feed passages can be employed, which eliminates the risk of clogging or clogging, and of very.
small amounts of fuel can be introduced with the aid of relatively large-sized members, so that liquid fuel can be introduced.
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easily introduced, before the end of the compression stroke, in engines with a mountain range of 50 or 75 millimeters; such as outboard motors, so that the compression pressure in such motors can be increased, providing a resultant increase in efficiency.
The subject of the invention is also a simple mechanism for carrying out the above-mentioned method, this mechanism comprising a rotating disc which, at a point separate from the combustion chamber of the engine, receives liquid fuel and, at another point in its movement, exposes the fuel lying thereon in the form of a film to the action of gases in the engine to form a combustible mixture, means being provided for varying the The amplitude of displacement of this disc in order to modify the extent of the exposed film.
The invention consists, in addition.on various characteristics indicated below: In the drawing;
Fig; 1 is a vertical sectional view of an internal combustion engine provided with an apparatus for carrying out the present method.
Fig. 2 is a plan view of part of the cylinder head, this view being taken along line 2-2 of fig.1.
Fig 3 is a detailed sectional view taken along line 3-3 of FIG. 1.
Fig. 4 is a detailed sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3.
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Fig. 5 is a perspective view of the fuel storage member.
Fig. 6 is a detailed view, part in section; part of the control mechanism of the fuel drive member.
Fig. 7 is a detailed view showing certain modifications of the control mechanism of the fuel supply member.
The invention is shown to be applied to a two-stroke engine, with compression in the crankcase and scavenging ports, but it can be applied to a two or four-stroke engine.
In the drawing, 9 designates the engine cylinder., 10 the piston moving in this cylinder and connected to the connecting rod 11 of a crankshaft 12 rotating in the crank case 13. The piston, at the upper end of its stroke, exposes the intake ports 14 to allow the air charge to enter the cylinder;
during its ignition stroke, it compresses said charge, and, finally, towards the end of its course @ edeschendante, it exposes the exhaust ports 16 and then the scavenging air intake ports I6, to allow a new charge of air, compressed in the crank housing, to pass from the latter, through a duct 17 and the orifices 16, into the cylinder in order to evacuate the exhaust gases therefrom and fill it with a new charge of air which is compressed by the piston, during its upward stroke @ following, in space
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formed between piston, cylinder and cylinder head 18.
A lively organ adorn with fuel
19, preferably in the form of a rotating disc provided with a rod 20, is mounted in the cylinder shell and is actuated to supply fuel from a supply source to the combustion chamber,
The member or disc 19 is applied to a casing 21 mounted in a sealed manner in a bore formed in the cylinder shell, said casing having a fuel supply passage 22 (see fig. 3), as well as a space 23 for a suitable coolant, the rod 20 waiting through said casing and beyond the latter. The casing 21 is,
preferably $ arranged in the cylinder head so that the outer face of the disc 19 is as close as possible to the cooled face 24 of the cylinder head, so as to be cooled by this face 24 and so that the upper face of this disc is aligned, or that its outer edge adjacent to the combustion chamber is in principle aligned with the minimum space reserved between the top of the piston and the part of the cylinder head facing the latter, L ' casing 21 has a groove 26 opening onto the upper face of disc 19, near the piston, as well as a passage 27 forming the combustion chamber ,,
This can be expanded or extended to provide the space required for the desired compression pressure.
Liquid fuel is fed into the
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passage 22 through a pipe 28 connected to a supply tank 29. The fuel supply can be done by gravity, but to satisfy all the operating conditions of the engine, it is preferable to ensure the fuel supply. fuel at low pressure (for example 70 to 700 grams per square centimeter) by means of an air pump 30 actuated by the engine and sending compressed air, through a distribution pipe 31, into the tank 29 ;
This pressure is under the control of the operator, by means of a suitable valve device 32 for adjusting the pressure, for example, a needle valve 33 closed by a spring and regulating the distribution of the air under pressure by a valve. passage 34 and orifices 36 communicating with the atmosphere the spring 36 of said valve being adjusted by means of a nut 37 driven by hand
Although the disc 19 is normally pressed on its seat against the casing 21 by the pressure prevailing in the cylinder, a slight spring 38 can also be used to hold this disc against its seat.
The fuel distributed by the passago 22 on the disc is drawn thereon the bearing surfaces, in the form of a very thin layer or film when the disc receives a rotational movement, until the film comes opposite the opening 26 of the combustion chamber. The movement of the disc to effect this action may be an oscillating movement, or an intermittent rotational movement of varying amplitude to vary the extent of the film, to suit the speed conditions.
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and engine load.
To ensure an oscillated movement @ the rod of the disc can carry a bevel wheel 09 engaged with a toothed sector 40 mounted on an oscillating shaft 41. This shaft 4 @ carries a lever 42 having an arcuate slot 43 in which a bolt 44, passing through the upper end of a push rod 45, is fixed in an adjustable manner by a nut 46. To this rod 45 is articulated at 47 'a lower extension 47 to allow that the rod 45 is moved so as to vary the effective length of the lifting arm 42, and thus to modify the amplitude of the oscillation movement of the bevel gear 39 and, therefore, of the disc 19.
The inner end of the push rod carries a roller 48 on which acts a cam 49,., Suitably mounted on the shaft 19, which determines an upward movement of the rod 46 and, consequently, a movement. of rotation of the disc 19, the members being brought into position by a spring 48 'acting on the rod 45.
The movement of the rod 45 can be modified to vary the adjustment of the movement of the disc, or to vary the amplitude of this movement, by providing adjustable stop nuts 50 presented by the lower end. extension 47 and cooperating with an adjustable threaded stopper 51 carried by the frame of the engine, so that the roller 48 can be raised or lowered so that the cam comes to engage with this roller more or less early during the cycle of engine operation.
When it is desired to impart to the disc 19 an intermittent rotational movement, the arrangement can be modified, as shown in fig. 7, by co @ bining
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the push rod, previously described, with a lever arm 52, combined with one of the rotary org @ nes of a roller clutch 52 'with a single action s @@ s the other rotary member of said clutch was not fitted because a shaft from a helical toothed wheel 54 is taken with a helical toothed wheel 55 mounted on the rod 20. No detail of the roller clutch is given here,
because this can be of any suitable or known construction, and as an example of a clutch mechanism of this kind, we can refer to the work -Moteurs à combustion interne- by Carpenter and Dioderioks, published in 1910, by D. Van Nostrand Company, New-York, page 246, Fig. 11-13.
In either case, before the end of the compression stroke, a certain amount of liquid fuel, represented by the film which has been exposed to the air in the combustion chamber, is subjected to the The action of vaporization and heating of the gases in this chamber and is thereby gasified to form the charge which, while burning, expands during the downstroke, thus acting on the piston, It should be noted that , when the pedestrian approaches the end of its compression stroke, the air subjected to compression is compressed between the piston and the cylinder head in the space 25 and is driven out therefrom over the surface of the presented film. through the disc, to reach the combustion chamber 27.
The moment when the film is distributed in the combustion chamber of the engine will depend on the cycle employed, either constant volume or partial volume.
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constant and partially constant pressure, compression pressure and speed.
The disc can begin to distribute its load @ start of compression and continue until the end of compression in a two-stroke cycle, the distribution can be delayed, or it can start during the suction stroke. in a four-stroke cycle, or be delayed. Volatile fuels, such as gasoline or its substitutes, may be used in the engine at higher compression pressures than in carburettor-type engines. , for the reason that the introduction of fuel can be delayed to avoid detonation.
Heavier fuels can be used with a higher compression, the heat of the air serving to vaporize this fuel and the thin film state in which it is found allowing easy vaporization.
Ignition of the charge may be effected by any of the well-known methods, for example by spark, hot bell 56, or heat of compression, depending on the amount of compression employed.
It should be noted that the passage 22 may be further from the space 26, when the angular movement @ disc 19 is sufficient to allow the required quantity of fuel to be supplied to the motor during the oscillating movement of said disc. , and, when intermittent rotational movement is imparted to the disc, passage 22 may be placed on the side of space 26 opposite to that shown in the drawing; or be diametrically opposed to said aspaas