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"Moteur à combustion interne à double effet".
Dans les moteurs à combustion interne à double effet, l'introduction du combustible dans la chambre de combustion que traverse la tige du piston présente de grandes difficultés. Dans les moteurs à combustion interne où l'introduction du combustible se fait surtout perpendiculairement à la tige de piston, soit vers celle-ci soit en s'écartant de celle-ci, on ne peut pas éviter une action nuisible de la gerbe de feu sur la tige de piston ou sur la chemise du cylindre, même si l'injection ne se fait pas radialement, mais tangentiellement, en particulier lors- q'une tuyère est bouchée et que, par suite, le combustible arrive dans la chambre de combustion suivant une direction qui s'énarte de la direction normale d'injection.
Il n'est pas possible de protéger contre les
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brûlures '.la tige de piston dans les espaces où se fait l'injection, logés dans la culasse inférieure, à l'extérieur de l'alésage du cylindre, et par lesquels le combustible est introduit dans le cylindre obliquement par rapport à l'axe de la tige de piston, de sorte que, malgré que la culasse demande beaucoup de place et malgré les soupapes spéciales nécessaires pour le balayage de l'espace d'injection ainsi disposé, on ne peut pas éviter l'action nuisible des jets de combustible sur la tige de piston.
La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne à double effet dans lequel il est prévu dans la culasse du cylindre inférieur au moins deux espaces d'injection et elle a pour but d'assurer une protection sûre aussi bien de la tige de piston que de la chemise du cylindre. L'invention consiste en ce que les espaces pour l'injection du combustible sont dans la culasse inférieure disposés à l'intérieur de l'alésage du cylindre et que le combustible est introduit dans la chambre de combustion du cylindre par ces espaces d'injection, principalement contre le piston.
Les espaces d'injection du combustible disposés à l'intérieur de l'alésage du cylindre peuvent s'élargir dans.:-le sens du courant d'air de balayage- et, en, ce qui concerne leur élargissement dans le sens de l'axe et leur:: liaison avec le cylindre moteur, ils peuvent être faits de telle façon que les jets extérieures de combustible injecté ne puissent venir en contact, avant la fin de la période d'injection, ni-,,avec la tige de piston ni avec la surface intérieure du cylindre. Les espaces d'injection du combustible prévus dans la culasse'du cylindre sont allongés de préférence dans la direction du courant d'air de balayage de telle façon que l'injection du combustible se fait parallèlement à l'axe du cylindre.
De préférence,
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l'extrémité, renfermant l'endroit où se fait l'injection, des espaces d'injection de combustible prévus dans la culasse du cylindre, se trouve écartée, au point mort inférieur du piston, de la longueur du développement des jets de combustible, de la limite du c8té du piston de l'espace d'injection du combustible.
Sur le dessin annexé, on a représenté schémati- quement , à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin :
La figure 1 est une vue,partiellement en coupe, d'un cylindre d'un moteur à combustion interne, à deux temps, à double effet.
La figure 2 est une vue en plan de la culasse de cylindre inférieur et
La figure 3 est un diagramme des pressions et volumes pour la chambre de combustion du côté de l'arbremanivelle.
Le piston 1 qui se trouve dansla chemise 2 du cylindre est entouré par la circulation d'eau 3 et :l'en- veloppe 4 du cylindre. Dans la chambre de combustion supérieure sont prévues des lumières d'admission 6 et d'échap- pement 6, et, pour la chambre de combustion qui se trouve du c8té de l'arbre-manivelle, des lumières d'admission 7 et d'échappement 8. La tige de piston 9 traverse la culasse de cylindre 10 à la manière connue, de façon étanche, au moyen de la garniture 11 .
Afin d'améliorer également la combustion en amenant-le combustible par une section rétrécie, on a prévu dans la culasse de cylindre inférieure, entre la tige de piston 9 et la surface inférieure du cylindre, deux espaces d'injection de combustible 12 et 13 à la partie inférieure desquels pénètrent les soupapes à combustible 14 et 15; Ces espaces d'injection s'élar- gissent dans le sens axial et leur liaison avec la chambre de combustion est telle que les jets extérieurs
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16 ou 17 de combustible injecté, ainsi qu'on le voit sur les figures 1 et 5, ne puissent venir en 'contact, avant la fin de la période d'injection, ni avec la tige de piston, ni avec la surface intérieure de la chemis e .
Au commencement de l'expansion (point A de la figure 3) les parties qui sont le plus à l'extérieur du j et de combustible, supposé prolongé dans la direction d'in jection, se trouvent encore à une distance sensible a de la chemise du cylindre ou b de la tige de piston. Ceci est encore le cas ultérieurement, par exemple,lorsque le piston 1 occupe la position représentée (position C, figure 3)dans laquelle les jets de combustible supposés prolongés ne peuvent atteindre ni la tige de piston ni la chemise.
La forme des espaces d'injection du combustible est donnas dans la figure 1 de telle façon que les jets de combustible supposés prolongés ne rencontreraient la tige de piston ou la paroi du cylindre qu'au point ,par conséquent, en ce cas, seulement après que latempérature maxima dans la chambre de combustible, a déjà commencé à diminuer. Il est avantageux que l'extrémité, contenant les points où se fait l'injection par les soupapes à combustible, de l'espace d'injection du combustible prévu dans la culasse de cylindre inférieur soit, au point mort (position du piston représentée en pointillé) écartée, de la longueur du développement s, de la limite 20 du côté du piston.
Il est avantageux de disposer les espaces d'injection du combustible dont la direction d'injection du combustible se fait parallèlement à la direction de l'axe du cylindre, de façon qu'ils aillent en s'élargissant dans le sens du courant de balayage. De ce fait, le courant d'air, dirigé pare les lumières d'admission 7 d'abord le long de la paroi du cylindre et amené contre la culasse, balaie les espaces d'injection de combustible dans le sens des flèches 21 et 22 (figure 2) et s'écoule avec les gaz
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brûles hors du cylindre par les lumières d'échappement disposées en regard des lumières d'admission.
Cette disposition avantageuse des espaces d'injection du combustible peut naturellement être maintenue lorsque les lumières d'échappement sont disposées d'autre façon que celà est représenté sur le dessin, par exemple, au-dessus ou au-dessous des lumières d'admission.
Afin d'adapter l'injection du combustible aux conditions de travail, les espaces d'injection du combustible peuvent être pourvus de groupes de tuyères ou il peut être prévu des injecteurs avec des buses, de différents diamètres, de façon à pouvoir adapter la longueur du jet à la forme de l'espace d'injection du combustible ,
Pour permettre la dilatation de la matière entourant l'espace d'injection du combustible, l'extrémité da-ns laquelle se trouve la soupape à combustible peut traverser l'extrémité de. la culasse et être fermée de fa- çon étanche par rapport à la chemise d'eau de la culasse par une garniture.
La partie du fond de piston inférieur qui se trouve entre les espaces d'injection du combustible, c'est à dire celle qui se trouve vis à vis des endroits où se trouve la soupape de démarrage 30 et la soupape de sûreté 31, pénètre, avec le jeu nécessaire, sur toute la surface jusqu'au fond, de sorte que l'air se trouvant dans cette partie de la chambre de combustion est refoulé, un peu avant l'injection, dans les espaces 12 et 13 d'injection du combustible et cela dans une direction qui est essentiellement opposée à la direction d'injection des jets de combustible.
Grâce à ce mouvement et à la conformation de l'espace à combustible qui laisse un espace d'air libre pour les --jets qui s'écartent en éventail contre le fond de piston, on obtient non seulement un bon brassage, mais en- core une combustion complète.
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On a, en outre, l'avantage que les conditions d'emplacement défavorables dans la culasse de cylindre inférieur ne limitent plus, en aucune façon, la longueur des jets de combustible et que ces derniers sont entourés lors de l'injection par les surfaces du piston et de-la culasse de cylindre. De cette façon, aussi bien la paroi du cylindre que la tige du piston, sont protégées contre toutes les actions nuisibles se produisant lors de la combustion, par exemple, celle des jets de flamme.
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"Double-acting internal combustion engine".
In double-acting internal combustion engines, the introduction of fuel into the combustion chamber through which the piston rod passes presents great difficulties. In internal combustion engines where the introduction of fuel is mainly perpendicular to the piston rod, either towards the latter or away from it, it is not possible to avoid a harmful action of the fire spray. on the piston rod or on the cylinder liner, even if the injection is not done radially, but tangentially, in particular when a nozzle is clogged and, consequently, the fuel arrives in the combustion chamber in a direction which departs from the normal direction of injection.
It is not possible to protect against
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burns'. the piston rod in the spaces where the injection takes place, housed in the lower cylinder head, outside the cylinder bore, and through which the fuel is introduced into the cylinder obliquely with respect to the axis of the piston rod, so that, despite the fact that the cylinder head requires a lot of space and despite the special valves necessary for the sweeping of the injection space thus arranged, it is not possible to avoid the harmful action of the jets of fuel on the piston rod.
The present invention relates to a double-acting internal combustion engine in which at least two injection spaces are provided in the cylinder head of the lower cylinder and its aim is to ensure safe protection of both the piston rod than the cylinder liner. The invention consists in that the spaces for the injection of the fuel are in the lower cylinder head arranged inside the bore of the cylinder and that the fuel is introduced into the combustion chamber of the cylinder by these injection spaces. , mainly against the piston.
The fuel injection spaces arranged inside the cylinder bore may widen in the direction of the scavenging air current and, with regard to their widening in the direction of the axis and their :: connection with the engine cylinder, they can be made in such a way that the external jets of injected fuel cannot come into contact, before the end of the injection period, nor - ,, with the rod of piston nor with the inner surface of the cylinder. The fuel injection spaces provided in the cylinder head are preferably elongated in the direction of the scavenging air stream so that the fuel injection takes place parallel to the axis of the cylinder.
Preferably
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the end, containing the place where the injection takes place, of the fuel injection spaces provided in the cylinder head, is spaced, at the lower dead center of the piston, by the length of the development of the fuel jets, of the limit of the piston side of the fuel injection space.
In the accompanying drawing, there is shown schematically, by way of example, an embodiment of the invention. On this drawing :
FIG. 1 is a view, partially in section, of a cylinder of a two-stroke, double-acting internal combustion engine.
Figure 2 is a plan view of the lower cylinder head and
Figure 3 is a pressure and volume diagram for the combustion chamber on the crankshaft side.
The piston 1 which is located in the cylinder liner 2 is surrounded by the water circulation 3 and: the casing 4 of the cylinder. In the upper combustion chamber are provided intake 6 and exhaust 6 ports, and, for the combustion chamber which is located on the side of the crankshaft, intake 7 and exhaust ports. exhaust 8. The piston rod 9 passes through the cylinder head 10 in the known manner, in a sealed manner, by means of the gasket 11.
In order also to improve the combustion by supplying the fuel through a narrowed section, two fuel injection spaces 12 and 13 have been provided in the lower cylinder head, between the piston rod 9 and the lower surface of the cylinder. the lower part of which penetrate the fuel valves 14 and 15; These injection spaces widen in the axial direction and their connection with the combustion chamber is such that the outer jets
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16 or 17 of injected fuel, as seen in Figures 1 and 5, cannot come into contact, before the end of the injection period, neither with the piston rod, nor with the inner surface of shirt .
At the beginning of the expansion (point A of figure 3) the parts which are outermost of the j and of fuel, assumed to be extended in the direction of injection, are still at a sensible distance a from the cylinder liner or b piston rod. This is still the case subsequently, for example, when the piston 1 occupies the position shown (position C, FIG. 3) in which the supposedly prolonged fuel jets cannot reach either the piston rod or the liner.
The shape of the fuel injection spaces is given in figure 1 in such a way that the supposedly prolonged fuel jets would only meet the piston rod or the cylinder wall at the point, therefore, in this case, only after that the maximum temperature in the fuel chamber has already started to decrease. It is advantageous that the end, containing the points where injection takes place by the fuel valves, of the fuel injection space provided in the lower cylinder head is in neutral (position of the piston shown in dotted) separated, by the length of the development s, from the limit 20 on the piston side.
It is advantageous to arrange the fuel injection spaces in which the direction of fuel injection is parallel to the direction of the axis of the cylinder, so that they widen in the direction of the scavenging current. . Therefore, the air stream, directed by the intake openings 7 first along the cylinder wall and brought against the cylinder head, sweeps the fuel injection spaces in the direction of arrows 21 and 22 (figure 2) and flows with the gases
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burned out of the cylinder by the exhaust ports arranged opposite the intake ports.
This advantageous arrangement of the fuel injection spaces can of course be maintained when the exhaust ports are arranged in a way other than that shown in the drawing, for example, above or below the intake ports.
In order to adapt the fuel injection to the working conditions, the fuel injection spaces can be provided with groups of nozzles or injectors with nozzles of different diameters can be provided so as to be able to adapt the length. from the jet to the shape of the fuel injection space,
To allow the expansion of the material surrounding the fuel injection space, the end in which the fuel valve is located can pass through the end of. cylinder head and be sealed against the cylinder head water jacket by a gasket.
The part of the lower piston base which is located between the fuel injection spaces, that is to say that which is opposite the places where the starting valve 30 and the safety valve 31 are located, penetrates, with the necessary clearance, over the entire surface to the bottom, so that the air in this part of the combustion chamber is forced, a little before injection, into the injection spaces 12 and 13 of the fuel and this in a direction which is essentially opposite to the direction of injection of the fuel jets.
Thanks to this movement and to the conformation of the fuel space which leaves an air space free for the --jets which fan out against the piston base, not only good mixing is obtained, but also core complete combustion.
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We also have the advantage that the unfavorable location conditions in the lower cylinder head no longer limit, in any way, the length of the fuel jets and that the latter are surrounded during injection by the surfaces. piston and cylinder head. In this way, both the cylinder wall and the piston rod are protected against all harmful actions occurring during combustion, for example, that of flame jets.