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Moteur à quatre temps du type Diesel.
Cette invention a trait à un moteur à combustion interne muni d'un organe de distribution commun qui sert aussi bien à l'introduction d'air qu'à l'échappement des gaz de combustion.
Si, dans les moteurs à combustion interne'de ce genre, l'orga- ne de distribution commun est fermé exactement à la fin de la course d'aspiration, la charge d'air du cylindre n'a pas encore atteint son maximum. Si,'pendant la première partie de la cour.. se de compression, le conduit d'admission est encore maintenu
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ouvert, il peut entrer encore un peu d'air; mais la partie de la capacité de travail qui reçoit la charge d'air maximum est diminuée du chemin parcouru par le piston pendant la course de compression, c'est à dire du volume déplacé par ce piston. En outre, pour des raisons techniques (suppression du choc brusque des soupapes), il faut que la fermeture de l'organe d'admission s'effectue progressivement. Bien entendu, ceci nuit encore à la charge.
Dans la pratique, cela revient à dire que, pour les machi- nes de ce genre, les dispositifs connus ne permettent pas de fournir au cylindre la charge d'air maximum. Il est par contre connu que, contrairement aux soupapes, les lumières d'admission permettemt une fermeture brusque,
L'invention réside dans le fait que, pour effectuer l'admis., sion d'air.des lumières indépendantes de l'organe de distri- bution commun sont prévues, grâce auxquelles l'amenée d'air dans le cylindre peut s'effectuer au commencement ou après là ferme- ture de l'organe de distribution commun, dans le but de rené¯ dier à l'inconvénient de la fermeture progressive de l'organe de distribution commun, par l'amenée d'air par des lumières permettant une fermeture brusque.
L'introduction de-l'air s'ef- fectue avantageusement par des lumières disposées vers le point mort opposé à l'organe de distribution commun, lumières dont une partie peut être munie d'un organe de fermeture à action automatique ou dont une partie est munie d'un organe permettant l'admission d'air et une autre partie d'unorgane de fermeture permettant la sortie des gaz d'échappement.
Trois formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées schématiquement et à titre d'exemple'dans le des- sin annexé.
Fig. 1 représente en coupe un moteur à quatre temps du type Diesel vertical agencé pour une injection "méchanique" du carburant,
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Fig. 2 est une coupe suivant II-II (fig. 1).
Fig. 3 représente une variante de fig.l.
Fig. 4 est une coupe suivant IV-IV (fige 3)
Fig, 5 représente un moteur à combustion interne de cons- truction modifiée.
Le cylindre 1 (fig.1) est fixé au carter 2 et est muni d'un organe de distribution 3 qui est agencé pour permettre à la fois l'admission d'air par l'ouverture 4 et l'échappement des gaz de combustion par l'ouverture 5. Toutefois, pour l'intro- duction d'air, le cylindre est muni, en supplément, d'organes indépendants de l'organe de fermeture 3, savoir: de lumières
6 qui, comme il ressort de fig. 2, débouchent tangentiellement dans la chambre de combustion
Dans la fig. 1, le piston 9 est représenté au commencement de la course de compression. L'organe de distribution 3 est ferme, le piston commence à recouvrir les lumières 6, la posi tion marquée en traits mixtes représente la position de fer- meture, la chambre de combustion 7 est complètement remplie d'air.
Vers la fin de la course de compression, par suite de la compression élevée, le carburant introduit par un disposi- tif d'injection 8 s'enflamme, et la pression qui en résulte est transmise par le piston 9 et la bielle 10 à la manivelle 11.
Avant que les lumières 6 soient découvertes, l'organe de distribution 3 s'ouvre, de sorte que les gaz d'échappement s'échappent par l'ouverture 5. Lorsque l'équilibre des pres- sions s'est établi, il pénètre alors dans la chambre de com- bustion, par les lumières 6, de l'air frais qui est expulsé hors du cylindre avec les gaz d'échappement lors de la course d'échappement.
Lorsque la course d'aspiration commence, de l'air frais pénètre par l'ouverture 4, puis, lorsque le pis-pon est arrivé
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à la position marquée en traits mixtes et commence à découvrir les lumières 6, l'organe de distribution 3 se ferme et la charge d'air du cylindre est complètée par de l'air passant à travers lesdites lumières, de sorte qu'on dispose d'une quan-' tité d'air maximum pour le processus de la combustion. e moteur à combustion interne représenté dans la fig.3, comporte, en plus des lumières 6, des lumières 15 placées en- core plus haut que les lumières 6.
Un organe de distribution 16, commandé par une came 19 de l'arbre à cames 25 par l'in- termédiaire d'une tringlerie 17,18, permet de couper la com- munication entre le cylindre moteur et le conduit à air 20.
Sur l'arbre à cames 25 se trouve une autre came 31 qui, par l'intermédiaire d'une tringlerie 22 et d'un levier du premier genre 24 supporté en 23, agit sur l'organe de distribution 3.
De préférence, il pénètre dans le cylindre par les lumières 15 de l'air à une pression plus élevée, de sorte que, lorsque la charge par l'ouverture 4 et les lumières 6 est terminée, la charge par les lumières 15 peut,commencer*
Dans la fig. 3, le piston 9 se trouve au voisinagede la fin de la,course d'expansion, juste avant le point mort in- férieur, L'organe de distribution 3 est ouvert, les gaz d'échap. pement s'échappent par l'ouverture 5 et l'équilibre des pres- sions est établi, de sorte que de l'air péut pénétrer dans le cylindre par les lumières 6. La soupape 16 est encore fermée par le mécanisme de commande, de sorte qu'il ne peut pas péné¯ trer d'air dans le cylindre par les lumières 15.
Pendant la course ascendante du piston, les gaz brûlés que renferme encore le cylindre sont expulsés à travers l'ouvertu- re 5. Lors de la course d'aspiration, le cylindre se rémplit d'air, d'abord par le conduit d'admission,¯4, puisqu par les lu- mières 6, et finalement par les'lumières'15, lorsque la soupa- pe 16 a été ouverte par la tringlerie .17,lE, Il est avantageux que l'organe de distribution 3 se ferme avant . que le piston
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ait découvert les lumières 6 dans sa course de descente.
Dans l'air comprimé pendant la course ascendante du pis- ton, du carburant est injecté vers la fin de la compression p par une tuyère 8, s'enflamme par l'effet de la température élevée et effectue la course d'expansion du piston.Vers la fin de cette course, l'organe de distribution 3 s'ouvre de sorte que les gaz d'échappement peuvent s'échapper par l'ouverture
5, soit à l'air libre, soit dans le dispositif d'échappement, après quoi, les opérations déjà décrites se répètent.
La fig. 4 représente la façon dont on dispose sur l'arbre à cames 25 la came 19 servant à commander la soupape 16 et la came 21 servant à commander l'organe de distribution 3* Au lieu de la soupape commandée 16, on pourrait bien entendu pré- voir une soupape à action automatique. Les lumières 15 et 6 sont disposées tangentiellement dans le cylindre, de sorte que l'air pénétrant par ces lumières se meut dans le même sens à l'intérieur du cylindrée Une partie des lumières peuvent être disposées obliquement par rapport au rayon, tandis que d'autres peuvent être disposées radialement.
Les lumières peuvent finalement être munies de différents organes de fer- meture, par exemple de clapets,.dont une partie ne permettent @ que l'admission d'air et d'autres ne permettent par contre que la sortie des gaz d'échappement, dans le but de permettre au moteur de fonctionner, même dans le cas où l'organe de distri- bution 3 viendrait à se coincer sur son siège.
On décrira maintenant la construction de la fig. 5.
Le cylindre 1 constitué par un seul bloc et dans lequel le piston 9 est animé d'un mouvement de va et vient est muni d'un organe de distribution 3 commandant à la fois l'admis- sion de l'air et l'échappement des gaz brûlés.
Le coté de l'organe de distribution 3 tourné vers l'ouver- ture d'admission 4 est constamment refroidi par l'air, tandis que la surface limitant la chambre de combustion -? est située
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au voisinage de la zone d'allumage et reste par conséquent très chaude, Il s'ensuit que l'organe de distribution se débrme et peut ne plus assurer une étanchéité suffisante après une courte période de service. Suivant l'invention, on refroidit la face interne de l'organe de fermeture en introduisant une partie de l'air dans le cylindre par des ouvertures spéciales 30 qui le dirigent directement contre l'organe de distribution 3.
Pour empêcher l'entrée des gaz de combustion dans le conduit à air frais 20, ce conduit est obturé par un organe.3-le! Cet organe pourrait aussi être commandé, le cas échéante
Dans le dessin, le piston 9 est représenté au point mort inférieur, position dans laquelle l'organe de distribution 3 est déjà fermé, mais il peut encore'pénétrer de l'air dans le cylindre par les canaux 15 et 30, lequel air effectue le re- froidissement de l'organe de distribution s et'est comprimé pen. dant la course de compression.
Le carburant introduit dans le cylindre à la fin de la course de compression'par une tuyère 8 s'enflamme par l'effet de la température élevée et effectue la course de descente du piston 9 qui transmet la force exercée sur lui à la manivelle (non représentée) par l'entremise de la bielle 10. Vers la fin de la course d'expansion, l'organe de distribution 3 s'ouvre et les gaz d'échappement-passent par l'o. rifice d'échappement 5 dans une conduite d'échappement ou à l'air libre. Lorsque la pression régnant dans la chambre de combustions'est suffisamment abaissée, de l'air réfrigérant peut pénétrer dans le cylindre par les ouvertùres 15 et 30 et arriver à l'organe de distribution 3, e qui refroidit énergi- quement cet organe fortement chauffé par la combustion.
Il s'en- suit que dans la course d'échappement, il entre en contact avec le organe de distribution 3 non pas seulement'des gaz brûlés chauds mais aussi de, l'air frais. Dans la course d'aspiration du piston, l'organe 3'reste'ouvert et est de nouveau énergique-
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Four-stroke diesel engine.
This invention relates to an internal combustion engine provided with a common distribution member which serves both for the introduction of air and for the exhaust of combustion gases.
If, in internal combustion engines of this kind, the common distribution organ is closed exactly at the end of the suction stroke, the cylinder air charge has not yet reached its maximum. If, during the first part of the compression court, the intake duct is still maintained
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open, a little air can still enter; but the part of the working capacity which receives the maximum air load is reduced by the path traveled by the piston during the compression stroke, that is to say by the volume displaced by this piston. In addition, for technical reasons (elimination of the sudden shock of the valves), it is necessary that the closing of the intake member takes place gradually. Of course, this still harms the load.
In practice, this amounts to saying that, for machines of this kind, the known devices do not make it possible to supply the cylinder with the maximum air charge. On the other hand, it is known that, unlike the valves, the intake ports allow a sudden closing,
The invention resides in the fact that, in order to effect the admission of air, openings independent of the common distribution member are provided, by which the supply of air into the cylinder can be made. perform at the beginning or after the closing of the common distribution member, in order to overcome the drawback of the gradual closing of the common distribution member, by the air supply through openings allowing a sudden closure.
The introduction of the air is carried out advantageously by apertures arranged towards the dead center opposite to the common distribution member, apertures of which a part may be provided with an automatic closing member or of which one. part is provided with a member allowing the admission of air and another part of a closure member allowing the exit of the exhaust gases.
Three embodiments of the object of the invention are shown schematically and by way of example in the accompanying drawing.
Fig. 1 shows in section a four-stroke engine of the vertical Diesel type arranged for a "mechanical" injection of fuel,
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Fig. 2 is a section along II-II (fig. 1).
Fig. 3 shows a variant of fig.l.
Fig. 4 is a cut along IV-IV (fig 3)
Fig. 5 shows an internal combustion engine of modified construction.
The cylinder 1 (fig. 1) is fixed to the casing 2 and is provided with a distribution member 3 which is arranged to allow both the admission of air through the opening 4 and the exhaust of the combustion gases through the opening 5. However, for the introduction of air, the cylinder is provided, in addition, with members independent of the closing member 3, namely: lights
6 which, as can be seen from FIG. 2, emerge tangentially into the combustion chamber
In fig. 1, piston 9 is shown at the start of the compression stroke. The distribution member 3 is closed, the piston begins to cover the ports 6, the position marked in phantom lines represents the closed position, the combustion chamber 7 is completely filled with air.
Towards the end of the compression stroke, as a result of the high compression, the fuel introduced by an injection device 8 ignites, and the resulting pressure is transmitted by the piston 9 and the connecting rod 10 to the cylinder. crank 11.
Before the ports 6 are uncovered, the distribution member 3 opens, so that the exhaust gases escape through the opening 5. When the pressure balance has been established, it enters. then in the combustion chamber, through the ports 6, fresh air which is expelled out of the cylinder with the exhaust gases during the exhaust stroke.
When the suction stroke begins, fresh air enters through opening 4, then, when the pis-pon has arrived
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at the position marked in phantom and begins to uncover the slots 6, the distribution member 3 closes and the air charge of the cylinder is completed by air passing through said slots, so that we have maximum air quantity for the combustion process. The internal combustion engine shown in fig. 3 comprises, in addition to the lights 6, lights 15 placed even higher than the lights 6.
A distribution member 16, controlled by a cam 19 of the camshaft 25 via a linkage 17, 18, makes it possible to cut off the communication between the engine cylinder and the air duct 20.
On the camshaft 25 there is another cam 31 which, via a linkage 22 and a lever of the first kind 24 supported at 23, acts on the distribution member 3.
Preferably, it enters the cylinder through the ports 15 with air at a higher pressure, so that when the charging through the opening 4 and the ports 6 is completed, the charging through the ports 15 can begin. *
In fig. 3, the piston 9 is located near the end of the expansion stroke, just before the lower dead center. The distribution member 3 is open, the exhaust gases. pement escape through opening 5 and the pressure balance is established so that air can enter the cylinder through ports 6. Valve 16 is still closed by the control mechanism, so that air cannot enter the cylinder through the ports 15.
During the upward stroke of the piston, the burnt gases which still contain the cylinder are expelled through opening 5. During the suction stroke, the cylinder is filled with air, first through the air duct. admission, ¯4, since by the lights 6, and finally by the'lights'15, when the valve 16 has been opened by the linkage .17, lE, It is advantageous that the distribution member 3 is closes before. that the piston
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discovered 6 lights in its downhill run.
In the compressed air during the upward stroke of the piston, fuel is injected towards the end of compression p by a nozzle 8, ignites by the effect of the high temperature and performs the expansion stroke of the piston .At the end of this stroke, the distribution member 3 opens so that the exhaust gases can escape through the opening
5, either in the open air or in the exhaust device, after which the operations already described are repeated.
Fig. 4 shows the way in which the cam 19 serving to control the valve 16 and the cam 21 serving to control the distribution member 3 are placed on the camshaft 25 * Instead of the controlled valve 16, one could of course pre - see an automatic valve. The slots 15 and 6 are arranged tangentially in the cylinder, so that the air entering through these slots moves in the same direction inside the cylinder capacity.Part of the slots can be arranged obliquely with respect to the radius, while d 'others can be arranged radially.
The lights can finally be provided with different closing devices, for example valves, some of which only allow the admission of air and others only allow the exit of the exhaust gases, with the aim of allowing the engine to operate, even in the event that the distribution member 3 becomes stuck in its seat.
We will now describe the construction of FIG. 5.
The cylinder 1 formed by a single block and in which the piston 9 is driven by a reciprocating movement is provided with a distribution member 3 controlling both the air intake and the exhaust. burnt gases.
The side of the distribution member 3 facing the intake opening 4 is constantly cooled by the air, while the surface limiting the combustion chamber -? is located
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in the vicinity of the ignition zone and therefore remains very hot. It follows that the distribution member becomes unbridled and may no longer provide sufficient sealing after a short period of service. According to the invention, the internal face of the closure member is cooled by introducing part of the air into the cylinder through special openings 30 which direct it directly against the distribution member 3.
To prevent the entry of combustion gases into the fresh air duct 20, this duct is closed by a member. This organ could also be ordered, if necessary
In the drawing, the piston 9 is shown at lower dead center, a position in which the distribution member 3 is already closed, but it can still enter air into the cylinder through the channels 15 and 30, which air effects the cooling of the distribution member compressed penally. during the compression stroke.
The fuel introduced into the cylinder at the end of the compression stroke 'by a nozzle 8 ignites by the effect of the high temperature and performs the descent stroke of the piston 9 which transmits the force exerted on it to the crank ( not shown) through the connecting rod 10. Towards the end of the expansion stroke, the distribution member 3 opens and the exhaust gases pass through the o. exhaust port 5 in an exhaust pipe or in the open air. When the pressure in the combustion chamber is sufficiently lowered, cooling air can enter the cylinder through openings 15 and 30 and arrive at the distribution member 3, which energetically cools this strongly heated member. by combustion.
It follows that in the exhaust stroke it comes into contact with the distribution member 3 not only of hot burnt gases but also of fresh air. In the suction stroke of the piston, the organ 3 'remains' open and is again energetic-
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