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déposé à l'appui d'une demande de
La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'assurer le balayage parfait des gaz brûlés dans les moteurs à deux tesnps par le fluide d'alimenta.. tion sans perte notable de ce dernier à 1-'échappement.
L"invention s'applique aussi bien aux moteurs à explosion proprement dits alimentés en mélanges carburés préparés à l'avance qu'aux moteurs à combustion interne alimentés
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en air comprimé avec injection forcée du combustible. our obtenir le balayage parfait des gaz brûlés il est prévu conformément à l'invention un déflecteur destiné à diriger le fluide d'alimentation successivement vers les différentes parties du cylindre suivant ie degrë d'ouver- ture de l'admission. Ce déflecteur peut former le déflec- le leur habituel porté par/piston auquel on aurait donné une forme appropriée, si la lumière(? admission est couverte et découverte par le piston.
Dans ce cas la direction du fluide d'alimentation est déterminée par la position relative du défleoteur et du bord intérieur de la lumière d'admission. Dans ce cas encore le déflecteur pourrait être articulé sur le piston de manière à se présenter à chaque moment dans la direction correspondant à la direo" tion à donner au fluide d'alimentation, Si au contraire l'admission se fait par soupape, o'est la soupape qui porte le déflecteur de telle aorte que les modifications de la position relative de la soupape par rapport à son siège déterminent la direction donnée au fluide d'alimentation.
Le déflecteur conforme à l'invention a pour effet de faire parcourir successivement une ou plusieursfois au jet de fluide d'alimentation, les différentes régions du cylindre qui forment devant lui une esp@ce d'éventail de telle sorte que le flâne du jet balaie devant lui les gaz brûlés vers l'échappement. En même temps les gaz frais du et progressent d'une manière régulière jusqu'à ce qu'ils arrivent à leur tour à l'échappement -au moment même où celui-ci se ferme.
Le remplissage en
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gaz frais est donc complet et l'expulsion des gaz brûlés parfaiteo De plus le balayage préconisé empêche les gaz brûlés de former un matelas calorifuge devant la pièce mobile réglant l'admission,piston ou soupape et le jet de gaz frais lorsqu'il a frappé la paroi opposée du cylindre à l'admission forme un tourioillon en arrière de la face de balayage du jet en assurant une turbulence énergique et rationnelle.,
On a décrit ci-dessous et représenté aux dessins ci -joints six modes d'éxécution de l'invention pris à titre d'exemple.
Les figures 1, 2 et 3 représentent en coupe longitu dinaleun cylindre à déflecteur oscillant porté par le piston à trois moments différents., à savoir:le commence- ment de l'admission, la pleine admission et la fin de 1' admission.
Les figures 4,5 et 6 sont des vues analogues correspondant aux mêmes moments dans le cas d'un mode de réalisation plus pratique comportant un déflecteur de forme appropriée solidaire du pistono
Les figures 7 à 9 représentent, dans les mêmes similaire conditions, une application/de l'invention au cas de deux cylindres jumelés, oommuniquant entre eux par la chambre de compression, l'admission des gaz ayant lieu dans l'un des cylindres et l'échappement par l'autre cylindre*
Les figures 10 à 12 sont des coupes analogues dans le cas où l'admission a lieu par des lumières découvertes par le piston vers la fin de sa course de détente, l'échap-
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se faisant pement des gaz brûlés/par une soupape placée dans le fond du cylindre.
Les figures 13 et 14 représentent deux variantes du mode d'exécution précédent dans lesquelles l'échappe... ment est assuré par plusieurs soupapes.
Les figures 15 et 16 rppréàentent en ooupe longitu dinale schématique, respectivement au début et à la fin du balayage des gaz brûlés, un moteur à deux temps comportant deux pistons se déplaçant en sens inverse dans un même cylindre et démasquant vens la fin de leurs courses de détente, l'un les lumières d'admission du fluide d'alimentation, et l'autre leslumières d'échappement des gaz bruits.
La figure 17 est une coupe longitudinale d'un moteur deux temps dans lequel l'admission du fluide de balayage a lieu par une soupape centrale disposée au !tond de la chambre de compression et l'échappement par des lumières découvertes par le piston vers la fin de sa course de détente.
Les figures 18 et 19 représentent schématiquement,, le début et la fin de la période de balayage des gaz brûlés, dans le cylindre de la figure 17.
La figure 2,0 représente à titre de comparaison et schématiquement, le balayage des gaz brûlés dans le cas d'un moteur du type de la figure 17 ne comportant pas de déflecteur conforme à l'invention.
Dans le mode d'exécution représenté schématiquement aux figures 1 à 3, le cylindre 1 dans lequel se déplace le piston 2 et qui présente un dispositif d'allumage 3 comporte un ou plusieurs orifices 4 d'admission du fluide d'alimentation (air dans les moteurs à injection de combus.
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tible ou mélange explosif dans les moteurs à explosion) et un ou plusieurs orifioes 5 d'échappement. Les orifioes 4 et 5 sont àpeu près diamétralement opposés,, La chambre de compression est hémisphérique.
Sur un axe 7 porté par le fond plat 6 du piston 2 est articulé un déflecteur 0. susceptible d'osciller autour de l'axe 7, entre la position vertioale de la figure I jusqu'à la position sensiblement horizontale de la figure 16, position pour laquelle il vient appliquer contre le fond 6 du piston. Le déflecteur 8 est placé juste devant l'orifice d'admission; il est de préférence taillé en biseau, de manière que lorsqu'il est rabattu sur le fond du piston il fasse saillie le moins possible sur ce fond.
La rotation du déflecteur 8 est commandée au moyen d'un mécanisme quelconque non@représenté disposé par exemple sous le piston 20 Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant ; : A , ..
Au commencement de l'ouverture des lumières 4 (figure 1) le et de fluide admisest dirigé vers le haut suivant les flèches fl et va léchor la paroi du cylindre, endant 1,'ouverture et la fermeture des lumières 4 le déflecteur 9 tourne vers la droite et vient se rabattre sur le fond 6 du@piston. Le et du fluide de balayage suit les inclinaisons successives du déflecteur 8.
La figure 2 représente une position intermédiaire où les lumières 4 sont complètement ouvertes et la figure 3 représente la po@ition finale rabattue obtenue presque au moment de la fermeture des lumières 4 et 5. On voit que le jet du mélange frais (flèches f1, f2,f3) se déplace en
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éventail en chassant graduellement devant lui les gaz brûlés contenus dans la zone A (fig.I) qui se réduitpeu à peu à la zone B (fig.2)et enfin à la très faible petite région
C à pas (fig.3).
au commencement le courant gazeux suit la paroi de la chambre de compression en s'inclinant à droite (fig.I) le long du fond de la chambres Au milieu (fig.2) et à la fin de l'admission (fig.3) l'extrémité du jet gazeux est obligée de se replier en arrière, c'est à dire dans la direction opposée à la lumière d'échappement 5.
,Le balayage du cylindre est pratiqueament complet et la sortie des gaz frais par les orifioes d'échappement 5 est presque nulle,, En effet, le jet de balayage tournant en éventail ne pénètre pas comme un coin dans la masse des gaz brûlés en la divisant, mais la déplace graduelle- ment par son flano inférieur. Toutefois si la pression initiale est excessive il peut arriver que le courant gazeux atteigne un instant les orifices d'échappement 5, mais tout de suite la fuite s'arrête, car le jet se déplace et en même temps les tourbillons (fige 2 & 3) le font revenir en arrière.
Un déflecteur 7 tournant comme celui que l'on vient de décrire est d'une réalisation difficile.
Dans le autres modou d'oxécution on obtient d'une manière pratique sensiblement les mémes résultats qu'avec le dispositif plutôt théorique qui vient d'être exposé,
Dans l'exemple représenté aux figures 4 à 6 le fond
6 du piston 8 porte un déflecteur 9 de hauteur h moindre que celle H des lumières d'admission 4. Le fond 6 du piston est, de préférence, oonvexeo Le moteur est, en outre, agencé de telle sorte que le fluide d'alimentation
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possède une pression faible au commencement de balayage.
Cette pression augmente pendant la première moitié de l'opération, pour diminuer ensuite graduellement pendant la deuxième moitié de l'opération. Cela peut être obtenu de plusieurs manières, par exemple à l'aide d'une pompe à piston dont la manivelle est décalée par rapport à la manivelle motrice, et en utilisant le fait que le débit de la pompe est plus grand vers le milieu de la course. On peut également employer un compresseur du type Root dont le débit présente des fluctuations bien connues etc..
La figure 4 représente le dispositif au commencement de l'ouverture des lumières 4 d'alimentation, le piston 2 se déplaçant vers le bas. De courant gazeux qui entre, heurte le déflecteur 8 et se trouve par ce fait dévié vers le haut (flèches f1). Il va lécher la paroi du cy- lindre et de la chambre de compression, et chasse devant lui et versle bas une première partie des gaz brûlés.
La pression du fluide de balayage étant faible, le courant ne peut arriver tout de suite aux lumières d'échappement 5.
Au fur et à mesure que leslumières 4 s'ouvrent le courant de balayage qui est de moins en moins dévié par suite de la petite hauteur h du déflecteur, s'incline vers l'échappement (flèches f2 de la figo5) en chassant gra- duellement par son flanc le restant des gaz brûlés. Le balayage se poursuit ainsi jusqu'au momemt où les lumières sont complètement ouvertes (fig.5), le sommet du déflec- teur 8 étant alors au dessous du bord supérieur desdites lumières 4.
Le flanc inférieur de la lame fluide admis
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est devenu presque horizontal et il a chasse du cylindre presque tous les gaz br@lés. En même temps, la pression du fluide admis a augmentée et étant donnée la direction du courant il se produit un choc centre la paroi du cylin- dre sous un angle tel que le jet gazeux se replie vers le haut en formant des tourbillons dans la zone précé- demment balayée (fig.5). A @e moment le piuton 2 commence la fermeture des lumières d'admission 4. En même temps la pression du mélange admis diminue et le courant gazeux se relève (fig.6).
Quand las lumières 4 sont presque fermées le courant est si faible qu'il ne peut plus avoir aucune influence sur le fluide tourbillonnant contenu. dans le cylindre.
Les figures 7 à 9 représentent une application du dispositif des figures 4 à 6 au cas,, bien connu, de deux cylindres jumelés I et Ia, parallèles (ou faisant entre eux un angle quelconque) et communiquant entre eux au moyen d'une chambre de oompression commune. Les pistons
2 et 2a sont reliés à une manivelle unique ou bien à les pistons deux manivelles décalées., commandant l'un le lumières d'admission 4 ménagées dans le cylindre I et l'autre les lumières d'échappement 5 ménagées dans le cylindre :La.
On sait que dans fies moteurs du type représenté on obtient facilement une distribution satisfaisante puisque l'échappement se ferme avant la fin du balayage et qu' en conséquence on obtient une suralimen..- tation du moteur. On sait aussi que lebalayage est très incomplet et qu'une grande partie du fluide de balayage s'en va par l'échappement. suivant l'invention, le piston 6 du cylindre 1
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comporte dans l'exemple précédent un déflecteur 8 de hauteur h moindre que celle H de la ou des lumières d'admission 4. En outre le moteur est agencé de telle sorte que la pression du fluide de ba ayage peut augmenter graduellement pendant toute 1'opération du balayage.
Dans la paroi 9 séparant les deux cylindres 1 et Ia (ou dans les parois se faisant vis à vis des cylindres), et formant déflecteurs fixes sont percés un certain nombre de trous ou conduits 10, de diamètre inférieur de préférence à la hauteur des segments II des pistons 2 et 2a.
En outre les deux cylindres communiquent librement en 9a parleurs chambresde compression, :!;la paroi 9 s'arrêtant à une certaine distance des fonds de ces chambres.
Le fonctionnement est le suivant :Au commencement de l'ouverture des lumières d'admission ou de balayage 4 (fig.7) le courant qui entre dans le cylindre 1 heurte le déflecteur 8 et est dévié vers le haut (flèche f1).
Il va lécher lesparois du cylindre et de la chambre de compression, et chasse une première partie des gaz brûlés. La pression du fluide admis étant faible,, le courant ne peut arriver tout de suite aux lumières d'échappement 5. Au fur et à mesure que les lumières 4 s'ouvrent le courant de balayage est de moins en moins dévié par la petite hauteur du féflecteur 9, le jet s'incline donc vers les lumières d'échappement 5.
(flèches f2, fig.8) chassant par son- flâne leaz brûlés du premier cylindre I jusqu'à ce que les lumières 4 soient complètement ouvertes (fig.8) le bord du déflec- teur 8 venant au dessous du bord supérieur des lumières des lumières 4 d'admission, Le flano inférieur de la lame fluide est devenu presque horizontal après avoir chassé du premier cylindre (I) prosque tous les gaz brûlés. A
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ce moment la pression augmente encore et étant donnée la direction du courant il se produit des chocs contre la paroi 9 sous un angle tel que le courant se replie vers le haut et forme des tourbillons dans la zone prédédemment balayée (fig.8).
Une partie du fluide de balayage longe la paroi de la chambre de compression, passe au dessus de la aparoi 9, gagne le cylindre la et se dirige vers les lumières d'échappement 5 de ce second cylindre. Une autre partie du fluide de balayage passe par les trous 10 direo- tement dans le deuxième cylindre 1a en précédant celle qui arrive par le haut en 9a suivant une voie plus longue.
Les deux courants gazeux concourent à rendre complet le remplissage et le balayage du deuxième cylindre. Quand le piston 6a du deuxième cylindre 1a ferme les lumières d'échappement 5 (fig.9) les lumières d'admission 4 sont encore très ouvertes, le jet d'alimentation continue sous une pression toujours croissante. La période de suralimen,., tation commence à ce moment; elle ne se termine que lors- que les lumières 4 se forment.
Aux figures 10 à 12 on a représenté une application de l'invention au cas où l'échappement des gaz brûlés a lieu par une soupape centrale d'échappement II. Dans la . pratique on peut évidemment utiliser plusieurs soupapes disposées dans lee fond de la chambre de compression, qui peut être plane, ou conique comme il est représenté en figure 14 ou encore cylindrique comme représenté en fig.@@ etc.*
Le fond 8 du piston 2 comporte un gradin circulaire 8 d'une hauteur Inférieure à la hauteur H des lumières 4 d'admissiono
On voit (fig.10) que le fluide frais qui commence à
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entrer par les lumières annulaires 4 dans le cylindre I se trouve d'abord dévié par legradin 8 du piston,
de manière à former un cylindre de filets fluides qui va lécher., suivant les flèches f4, la paroi du cylindre 1 en chassant les gaz bruina de la zorlm périphérique ou annulaire D. Il moto une zone centrale E non balayée. Mais, le piston 2 continuant à descendre, le faisceau annulaire des filets fluides admis est de moins en moins dévié par le gradin 8 du piston 2. Oe faisceau se referme suivant les flèches f5 et abandonne les zones périphériques D, pour venir lécher le fond 6 du piston (fig.II) et procéder au balayage de la zone centrale Eo
Puis, le piston 2, après un instant d'arrêt, commence sa course ascendante de retour* Pendant la période de fermeture des lumières 4 le faisceau des filets fluides s'ouvre à nouveau en éventail et balaye à nouveau tout le cylindre 1.
Aux figures 15 et 16 on a représenté l'application de l'invention au cas d'un moteur à deux temps, à alimentation sous prossion, du type à doux pistons opposés 2 et 2a agissunt dans un cylindre unique I, sur deux manivellesreliées entre elles. L'uses pistons, 2 par exemple,, découvre à la fin de sa course les lumières d'admission 4 et l'autre 2a les lumières d'échappement 5.
Suivant l'invention, le fond 6 du piston 2 qui commande l'alimentation comporte un gradin circulaire 8 à bords arron- dis selon un profil approprié, et de hauteur h plus petite que celle H des lumières 4.
On voit (fig.15) que le fluide qui commence à entrer
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par les lumières 4 dans le cylindre I lorsque le piston 2 commence à découvrir ces lumières pendant sa courge des.. condante se trouve dévié par le déflecteur 8 du piston.
Il va d'abord lécher la paroi du cylindre I en chassant les gaz brûlés de la zone périphérique annulaire d. Il reste, comme dans l'exemple précédent, une zone centrale E non balayée, mais le piston 2 continuant à se déplacer vers le bas et les lumières 4 continuant à s'ouvrir, le faisceau des filets fluides est de moins en moins dévié par le déflecteur) il se ferme donc et vient lécher le fond en
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6 du piston 1/,quittant la zone annulaire D dans laquelle le balayage s'est déjà accompli et il commence le balayage de la zone centrale E.
A ce moment, après un court arrêt, les pistons 1 et Ia commencent leur course de retour et pendant la période de fermeture des lumières 4 et 5 le faisceau annulaire des filets fluides s'ouvre à nouveau en éventail en balayant toute la oapaoité des cylindres.
Avec le piston 2 comportant un déflecteur conforme à la présente invention, le balayage du cylindre est absolu- ment complet et aucune zone n'y est soustraite. Par le choix approprié de la hauteur 11: et du profil du gradin 8 du piston qui commando l'admission, on peut prolonger la période du balayage annulaire en diminuant colle du balayage central, ou inversement. Afin d'empêcher qu'une partie des gaz frais ne sorte par l'échappement, on peut régler lesmoments d'ouverture et et de fermeture des lumières d'échappement par 5 en rapport aux moments d'ouverture et de fermeture des lumières d'admission 4. Ce résultat peut être obtenu par
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exemple en décalant entre eux lesdeux vilebrequins.
Enfin aux figures 17 à 19 on a représenté une appli- oation de l'invention au cas où l'admission sous pression est assurée par une soupape 12, l'échappement restant assuré à la fin de la course de détente par des lumières 5, découvertes par le piston 20
Dans ce mode d'exécution, la chambre de combustion du cylindre I est formée de deux parties superposées, la première 13 tronconique ou en forme de segment sphérique,, la deuxième 14 en forme de tors, Dans le fond de la partie 14 est ménag le siège conique 15 de la soupape 120 OetLe soupape comporte une tête 12' on forme do paire dirigée vers l'intérieur du cylindre I;
le bord extérieur 16 de la tête est épais et arrondi, La soupape peut être creuse pour plus de légèreté et peut contenir des sels ou toutes autres matières qui favorisent le refroidissement par transe- port de la chaleur de la tête 12' de la soupape vers la tige 170
Le profil du tore qui constitue la-partie supérieure 14 de la chambre de compressions est spécialement établi de manière à diriger vers l'axe longitudinal du cylindre les filets du fluide qui arrivent sous pression du conduit la, au moment où ils entrent dans le cylindre I. Le ropfil 12' en forme de poire de la soupape 12 est dessiné de manière à être léché et refroidi par ces filets de fluide frais au moment où ilentrent dans le cylindre.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant (fig.18 et 19) Lorsque la soupape 12 commence à s'ouvrir, les filets fluides qui entrent dans le cylindre sont obligea par suite de la forme spéciale de la chambre 14 et de la tête 12' de la soupape 12 à oonverger vers 1*%axe longitu- dînai du cylindre 1 en léchant la surface 12'.Ils chassent donc les gaz brûlés de la zone centrale E du cylindre. Il
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reste une zone périphérique D qui n'est pas touchée par le fluide de balayage.
Mais la soupape 12 continuant à. s'ouvir et arrivant vers la position de pl eine ouverture (fig.19), le faisceau des filets fluides s'ouvre en éventail en formant un cylindre qui vient l.éoher la paroi de la partie 13 de la chambre de campression et du cylindre I. en abandonnant la zone centrale E dans laquelle le balayage et le remplissage a déjà eu lieu de telle sorte que la zone annulaire D.est balayée à son tour.
A cemoment la soupape 12, après un arrêt momentané, commence son mouve.... ment de fermeture pendant lequel le cylindre de filets fluides se referme tandis que le piston ferme les lumières d'échappement au moment opportun,,
Le balayage et le remplissage du cylindre 1 et de la chambre de compression 13-14 sont donc absolument complet, puisque aucune zone n'y est soustraite alors qu'avec une soupape 29 et une chambre 21 de compression usuelles représentées en figure 20,la région D voisine des parois du cylindre se trouva balayes, la zone contrée E n'est pas touchée par le fluide de balayage et reste remplie de gaz brûlés, D'autre part,,
la surface plane de la soupape 30 demeure trop-chaude car elle reste toujours en contact avec des gaz brûlés.
,Une-forme appropriée du fond 6 du piston 2 et une détermination appropriée des instants d'ouverture et de fermeture de la soupape 12 par rapport à l'ouverture et à la fermeture des lumières d'échappementen tenant compte de la pression d'alimentation et de la vitesse du moteur., peuvent concourir à rendre parfait le balayage tout en empêchant que le fluide d'alimentation ne s'échappe en partie
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par les lumières d'échappement 5.
On a indiqué à titre d'exemple en 22 sur la figure 17 l'emplacement de la bougie d'allumage ou bien de l'injecteur ' de combustible dans le cas d'un moteur à combustion interneo
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été indiqués qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perecitionnements ou modifications qui me pa- raitraient nécessaires, je revendique comme ma propriété exclusive et privative:
1 ) Dispositif permettant d'assurer le balayage par-*. fait des gaz brûlés dans les moteurs à deux temps par le fluide d'alimentation sans perte sensible de ce dernier à l'échappement caractérisé par un déflecteur destiné à di- riger le fluide d'alimentation successivement vers les dif- férentes parties du cylindre de manière à faire parcourir successivement une ou plusieurs fois par le jet de fluide d'alimentation les différentes régions du cylindre dispo- sées en quelque sorte en éventail devant l'admission, le flanc du jet balayant devant lui les gaz brûlés vers l'é- chappement.
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The present invention relates to a device making it possible to ensure the perfect scavenging of the burnt gases in two-stroke engines by the feed fluid without appreciable loss of the latter at 1-exhaust.
The invention applies equally to internal combustion engines proper supplied with fuel mixtures prepared in advance as to internal combustion engines supplied.
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in compressed air with forced fuel injection. In order to obtain the perfect scavenging of the burnt gases, a deflector is provided in accordance with the invention intended to direct the feed fluid successively towards the different parts of the cylinder according to the degree of opening of the admission. This deflector can form the usual deflector carried by / piston which would have been given an appropriate shape, if the port (? Inlet is covered and uncovered by the piston.
In this case the direction of the feed fluid is determined by the relative position of the defleotor and the inner edge of the intake port. In this case again, the deflector could be articulated on the piston so as to present itself at each moment in the direction corresponding to the direction to be given to the supply fluid, If, on the contrary, the admission is by valve, o ' is the valve which carries the deflector of such aorta that the modifications of the relative position of the valve with respect to its seat determine the direction given to the supply fluid.
The deflector according to the invention has the effect of causing the jet of feed fluid to pass successively one or more times, the different regions of the cylinder which form in front of it a spec @ this fan so that the stream of the jet sweeps in front of him the burnt gases towards the exhaust. At the same time the fresh gases of and progress in a regular manner until they in their turn reach the exhaust - at the very moment when the latter closes.
The filling in
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fresh gas is therefore complete and the expulsion of the burnt gases is perfect o In addition, the recommended flushing prevents the burnt gases from forming a heat-insulating mattress in front of the moving part regulating the admission, piston or valve and the jet of fresh gas when it strikes the wall opposite the cylinder to the inlet forms a trunnion behind the sweeping face of the jet, ensuring energetic and rational turbulence.,
Six embodiments of the invention have been described below and shown in the attached drawings, taken by way of example.
Figures 1, 2 and 3 show in longitudinal section an oscillating deflector cylinder carried by the piston at three different times, namely: the start of the intake, the full intake and the end of the intake.
Figures 4, 5 and 6 are similar views corresponding to the same moments in the case of a more practical embodiment comprising a deflector of appropriate shape integral with the pistono
Figures 7 to 9 show, under the same similar conditions, an application / of the invention to the case of two twin cylinders, communicating with each other through the compression chamber, the admission of gases taking place in one of the cylinders and the exhaust through the other cylinder *
Figures 10 to 12 are similar sections in the case where the admission takes place by openings discovered by the piston towards the end of its expansion stroke, the exhaust
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being made from the burnt gases / by a valve placed in the bottom of the cylinder.
Figures 13 and 14 show two variants of the previous embodiment in which the exhaust ... is provided by several valves.
Figures 15 and 16 show in a schematic longitudinal section, respectively at the start and at the end of the scavenging of the burnt gases, a two-stroke engine comprising two pistons moving in the opposite direction in the same cylinder and unmasking at the end of their strokes. expansion valve, one the feed fluid inlet ports, and the other the noisy gas exhaust lights.
FIG. 17 is a longitudinal section of a two-stroke engine in which the admission of the scavenging fluid takes place by a central valve disposed at the end of the compression chamber and the exhaust by openings exposed by the piston towards the front. end of its relaxation run.
Figures 18 and 19 schematically show the start and end of the flue gas sweep period in the cylinder of Figure 17.
FIG. 2.0 represents, by way of comparison and diagrammatically, the scavenging of the burnt gases in the case of an engine of the type of FIG. 17 not comprising a deflector in accordance with the invention.
In the embodiment shown schematically in Figures 1 to 3, the cylinder 1 in which the piston 2 moves and which has an ignition device 3 comprises one or more orifices 4 for admission of the supply fluid (air in fuel injection engines.
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tible or explosive mixture in internal combustion engines) and one or more exhaust ports. Ports 4 and 5 are nearly diametrically opposed. The compression chamber is hemispherical.
On an axis 7 carried by the flat bottom 6 of the piston 2 is articulated a deflector 0. capable of oscillating about the axis 7, between the vertical position of Figure I to the substantially horizontal position of Figure 16, position for which it comes to apply against the bottom 6 of the piston. The deflector 8 is placed just in front of the intake port; it is preferably bevelled, so that when it is folded down on the bottom of the piston it protrudes as little as possible on this bottom.
The rotation of the deflector 8 is controlled by means of any mechanism, not shown, disposed for example under the piston 20. The operation of this device is as follows; : AT , ..
At the beginning of the opening of the ports 4 (figure 1) the and of the admitted fluid is directed upwards following the arrows fl and will leach the wall of the cylinder, during the opening and closing of the ports 4 the deflector 9 turns towards the right and comes to fall back on the bottom 6 of the @ piston. The and of the purging fluid follows the successive inclinations of the deflector 8.
Figure 2 shows an intermediate position where the ports 4 are fully open and Figure 3 shows the final folded position obtained almost at the time of closing of the ports 4 and 5. It can be seen that the jet of the fresh mixture (arrows f1, f2, f3) moves in
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fan by gradually driving away the burnt gases contained in zone A (fig. I) in front of it, which gradually reduces to zone B (fig. 2) and finally to the very small region
C stepwise (fig. 3).
at the beginning the gas flow follows the wall of the compression chamber, tilting to the right (fig.I) along the bottom of the chamber In the middle (fig.2) and at the end of the intake (fig.3) ) the end of the gas jet is forced to bend back, i.e. in the direction opposite to the exhaust port 5.
, The scanning of the cylinder is practically complete and the exit of the fresh gases by the exhaust ports 5 is almost zero, In fact, the scanning jet rotating in a fan does not penetrate like a wedge in the mass of the burnt gases in the dividing, but gradually moves it through its lower flano. However, if the initial pressure is excessive, it may happen that the gas stream reaches the exhaust ports 5 for a moment, but immediately the leak stops, because the jet moves and at the same time the vortices (freezes 2 & 3 ) make it go back.
A rotating deflector 7 like the one just described is difficult to make.
In the other modou of execution one obtains in a practical manner substantially the same results as with the rather theoretical device which has just been exposed,
In the example shown in Figures 4 to 6 the bottom
6 of the piston 8 carries a deflector 9 of height h less than that H of the intake ports 4. The bottom 6 of the piston is, preferably, oonvexeo The engine is, moreover, arranged so that the supply fluid
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has low pressure at the start of the sweep.
This pressure increases during the first half of the operation, and then gradually decreases during the second half of the operation. This can be achieved in several ways, for example by using a piston pump whose crank is offset from the drive crank, and by using the fact that the pump output is greater towards the middle of the race. It is also possible to use a compressor of the Root type, the flow rate of which exhibits well-known fluctuations, etc.
Figure 4 shows the device at the beginning of the opening of the feed ports 4, the piston 2 moving downwards. Gas stream which enters, hits the deflector 8 and is thereby deflected upwards (arrows f1). It will lick the wall of the cylinder and the compression chamber, and expels in front of it and downwards a first part of the burnt gases.
The pressure of the scavenging fluid being low, the current cannot immediately reach the exhaust ports 5.
As the lights 4 open, the scavenging current which is less and less deflected due to the small height h of the deflector, tilts towards the exhaust (arrows f2 in figo5), driving away gra- dually by its flank the remainder of the burnt gases. The sweeping continues in this way until the moment when the ports are completely open (fig. 5), the top of the deflector 8 then being below the upper edge of said ports 4.
The lower flank of the fluid blade allowed
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became nearly horizontal and flushed out almost all of the burnt gas from the cylinder. At the same time, the pressure of the admitted fluid has increased and, given the direction of the current, there is an impact centered on the wall of the cylinder at an angle such that the gas jet bends upwards, forming vortices in the area. previously scanned (fig. 5). At this moment the piuton 2 begins to close the inlet ports 4. At the same time the pressure of the admitted mixture decreases and the gas stream rises (fig.6).
When the lights 4 are almost closed the current is so weak that it can no longer have any influence on the swirling fluid contained. in the cylinder.
Figures 7 to 9 show an application of the device of Figures 4 to 6 to the case, well known, of two twin cylinders I and Ia, parallel (or forming between them any angle) and communicating with each other by means of a chamber joint oompression. The pistons
2 and 2a are connected to a single crank or else to the pistons two offset cranks., One controlling the intake ports 4 formed in the cylinder I and the other the exhaust ports 5 formed in the cylinder: .
It is known that in engines of the type shown a satisfactory distribution is easily obtained since the exhaust closes before the end of the sweep and consequently supercharging of the engine is obtained. It is also known that the sweep is very incomplete and that a large part of the sweep fluid goes through the exhaust. according to the invention, the piston 6 of the cylinder 1
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comprises in the previous example a deflector 8 of height h less than that H of the intake port (s) 4. In addition, the engine is arranged so that the pressure of the bathing fluid can gradually increase throughout 1 ' scanning operation.
In the wall 9 separating the two cylinders 1 and Ia (or in the walls facing the cylinders), and forming fixed deflectors are drilled a certain number of holes or conduits 10, of diameter preferably less than the height of the segments. II of pistons 2 and 2a.
In addition the two cylinders communicate freely in 9a speakers compression chambers,:!; The wall 9 stopping at a certain distance from the bottoms of these chambers.
The operation is as follows: At the beginning of the opening of the intake or purging ports 4 (fig. 7) the current which enters the cylinder 1 hits the deflector 8 and is deflected upwards (arrow f1).
It will lick the walls of the cylinder and the compression chamber, and expels a first part of the burnt gases. The pressure of the admitted fluid being low, the current cannot immediately reach the exhaust ports 5. As the ports 4 open, the scavenging current is less and less deflected by the small height reflector 9, the jet therefore tilts towards the exhaust ports 5.
(arrows f2, fig. 8) loosening the burnt leaz from the first cylinder I until the lumens 4 are fully open (fig.8) the edge of the deflector 8 coming below the upper edge of the lumens 4 intake lights, The lower flano of the fluid blade has become almost horizontal after expelling all the burnt gases from the first cylinder (I). AT
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At this moment the pressure increases further and given the direction of the current there are impacts against the wall 9 at an angle such that the current folds upwards and forms vortices in the previously scanned area (fig.8).
Part of the scavenging fluid runs along the wall of the compression chamber, passes over the wall 9, reaches the cylinder 1a and goes towards the exhaust ports 5 of this second cylinder. Another part of the scavenging fluid passes through the holes 10 directly in the second cylinder 1a, preceding that which arrives from above at 9a in a longer path.
The two gas streams combine to complete the filling and sweeping of the second cylinder. When the piston 6a of the second cylinder 1a closes the exhaust ports 5 (fig.9) the intake ports 4 are still very open, the supply jet continues under an ever increasing pressure. The supercharging period begins at this time; it only ends when the lights 4 are formed.
In Figures 10 to 12 there is shown an application of the invention in the case where the exhaust of the burnt gases takes place through a central exhaust valve II. In the . In practice, it is obviously possible to use several valves arranged in the bottom of the compression chamber, which can be flat, or conical as shown in figure 14 or else cylindrical as shown in fig. @@ etc. *
The bottom 8 of the piston 2 has a circular step 8 with a height lower than the height H of the admission slots 4.
We see (fig. 10) that the fresh fluid which begins to
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entering through the annular openings 4 into the cylinder I is first deflected by the leg 8 of the piston,
so as to form a cylinder of fluid threads which will lick., following the arrows f4, the wall of the cylinder 1 by expelling the mist gases from the peripheral or annular zone D. It motorcycles a central zone E which is not swept. But, the piston 2 continuing to descend, the annular bundle of the admitted fluid threads is deflected less and less by the step 8 of the piston 2. The bundle closes again according to the arrows f5 and leaves the peripheral zones D, to come and lick the bottom 6 of the piston (fig. II) and sweep the central zone Eo
Then, the piston 2, after a moment of stop, begins its upward return stroke * During the closing period of the lights 4, the beam of the fluid threads opens again in a fan and sweeps again the whole of the cylinder 1.
In Figures 15 and 16 there is shown the application of the invention to the case of a two-stroke engine, with prossion feed, of the type with soft opposed pistons 2 and 2a acting in a single cylinder I, on two cranks connected between they. The uses pistons, 2 for example, discovers at the end of its stroke the intake ports 4 and the other 2a the exhaust ports 5.
According to the invention, the bottom 6 of the piston 2 which controls the power supply comprises a circular step 8 with rounded edges according to a suitable profile, and of height h smaller than that H of the slots 4.
We see (fig. 15) that the fluid which begins to enter
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by the lights 4 in the cylinder I when the piston 2 begins to discover these lights during its squash .. condante is deflected by the deflector 8 of the piston.
It will first lick the wall of cylinder I by expelling the burnt gases from the annular peripheral zone d. There remains, as in the previous example, a central zone E not swept, but the piston 2 continuing to move downwards and the ports 4 continuing to open, the beam of the fluid streams is less and less deflected by the deflector) it therefore closes and licks the bottom
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6 of the piston 1 /, leaving the annular zone D in which the sweeping has already taken place and it begins the sweeping of the central zone E.
At this moment, after a short stop, the pistons 1 and Ia begin their return stroke and during the closing period of the lights 4 and 5 the annular beam of the fluid threads opens again in a fan sweeping the entire oapaoity of the cylinders. .
With the piston 2 comprising a deflector in accordance with the present invention, the scanning of the cylinder is absolutely complete and no zone is subtracted from it. By the appropriate choice of the height 11: and of the profile of the step 8 of the piston which controls the admission, the annular sweep period can be extended by reducing the glue of the central sweep, or vice versa. In order to prevent part of the fresh gases from escaping through the exhaust, the opening and closing times of the exhaust ports can be adjusted in relation to the opening and closing times of the exhaust ports. admission 4. This result can be obtained by
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example by shifting the two crankshafts between them.
Finally in Figures 17 to 19 there is shown an application of the invention in the case where the pressurized admission is provided by a valve 12, the exhaust remaining provided at the end of the expansion stroke by slots 5, discovered by the piston 20
In this embodiment, the combustion chamber of cylinder I is formed of two superimposed parts, the first 13 frustoconical or in the form of a spherical segment, the second 14 in the form of a torso, In the bottom of the part 14 is spared. the conical seat 15 of the valve 120 O and the valve has a head 12 ′ formed in a pair directed towards the interior of the cylinder I;
the outer edge 16 of the head is thick and rounded, The valve may be hollow for lightness and may contain salts or any other material which promotes cooling by transferring the heat from the head 12 'from the valve to rod 170
The profile of the torus which constitutes the upper part 14 of the compression chamber is specially established so as to direct towards the longitudinal axis of the cylinder the threads of the fluid which arrive under pressure from the duct 1a, when they enter the cylinder. I. The pear-shaped ropfil 12 'of the valve 12 is designed to be licked and cooled by these streams of cool fluid as it enters the cylinder.
The operation of this device is as follows (fig. 18 and 19) When the valve 12 begins to open, the fluid threads which enter the cylinder are forced due to the special shape of the chamber 14 and of the head 12 'of the valve 12 to oonverge towards 1 *% longitudinal axis of the cylinder 1 by licking the surface 12'. They therefore expel the burnt gases from the central zone E of the cylinder. he
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remains a peripheral zone D which is not touched by the flushing fluid.
But the valve 12 continuing to. open and arriving towards the full opening position (fig. 19), the bundle of fluid threads opens out in a fan, forming a cylinder which comes to the wall of part 13 of the pressure chamber and of the cylinder I. leaving the central zone E in which the sweeping and filling has already taken place so that the annular zone D. is swept in turn.
At this point the valve 12, after a momentary stop, begins its closing movement during which the fluid thread cylinder closes while the piston closes the exhaust ports at the opportune moment ,,
The sweeping and filling of cylinder 1 and of the compression chamber 13-14 are therefore absolutely complete, since no zone is subtracted from it, whereas with a usual valve 29 and a compression chamber 21 shown in FIG. 20, the region D adjacent to the walls of the cylinder was swept away, the countered zone E is not touched by the sweeping fluid and remains filled with burnt gases, On the other hand ,,
the flat surface of the valve 30 remains too hot because it always remains in contact with flue gases.
, An appropriate shape of the bottom 6 of the piston 2 and an appropriate determination of the times of opening and closing of the valve 12 in relation to the opening and closing of the exhaust ports, taking into account the supply pressure and engine speed, can help perfect sweeping while preventing feed fluid from partially escaping
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through the exhaust lights 5.
The location of the spark plug or the fuel injector in the case of an internal combustion engine has been indicated by way of example at 22 in FIG.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have been given only by way of example.
CLAIMS.
Having thus described my invention and reserving the right to make any refinements or modifications that I deem necessary, I claim as my exclusive and private property:
1) Device for ensuring scanning by- *. makes burnt gases in two-stroke engines by the feed fluid without appreciable loss of the latter to the exhaust characterized by a deflector intended to direct the feed fluid successively towards the various parts of the cylinder of so as to cause the feed fluid jet to pass successively one or more times through the different regions of the cylinder arranged in a sort of fan shape in front of the inlet, the side of the jet sweeping the burnt gases in front of it towards the air exhaust.
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