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"Perfectionnements aux moteurs à combustion interne à deux temps"
La présente intention concerne les moteurs à combus- tion interne du type à injection de combustible liquide et à allumage par compression fonctionnant suivant un cycle à deux temps et dans lesquels les orifices d'admission percés dans la paroi du cylindre sont commandés par un ou plusieurs fourreauxtandis que la charge d'air pénètre dans le cylindre de façon à recevoir un mouvement de rotation autour de l'axe du cylindre afin de faciliter le mélange du combustible et de 'air pendant l'injection du combustible et la combustion.
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Dans les moteurs du type précité tels qu'ils sont réalisés actuellement, l'air de balayage qui entre à travers des orifices percés dans la paroi du cylindre est dévié, de façon à pénétrer dans celui-ci tangentiellement, à l'aide d'écrans formés sur ou fixés à la paroi du cylindre. D'autre part, les orifices percés dans le fourreau ont une forme telle qu'ils ne gênent pas l'entrée tangentielle de l'air autant que cela est pratiquement possible. Toutefois, en raison de la min- .cour de la partie du fourreau dans laquelle sont percés les orifices, ceux-ci ne peuvent pas concourir d'une manière ef- ficace à guider la charge d'air pénétrant dans le cylindre dans la direction désirée.
En outre, dans le cas (générale- ment préféré dans les moteurs à distribution par fourreau) où le fourreau est animé d'un mouvement combiné d'oscillation et de va et vient, les organes en forme de barres s'étendant entre les orifices adjacents du fourreau constituent un ob- stacle à l'écoulement de l'air de balayage, étant donné que le fourreau est animé d'un mouvement presqu'exclusivement rotatif pendant la période de balayage. Il en résulte que ces organes en forme de barre ne coïncident avec les barres situées entre les orifices du cylindre qu'en certains points pendant le mouvement du fourreau, tandis que, pendant le reste du temps, ils constituent un obstacle à l'écoulement de l'air.
L'objet de la présente invention est de prévoir des dispositifs simples et efficaces permettant de produire un mouvement de rotation de l'air dans les moteurs du type général précité.
Dans ce but, dans un moteur à combustion interne du type à injection de combustible liquide et à allumage par compression fonctionnant suivant un cycle à deux temps suivant la présente Invention, on combine, .avec un cylindre, un four-
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reau comandant les orifices d'échappement et comportant un ou plusieurs organes faits en une pièce avec le fourreau ou fixés à celui-ci et dans lesquels sont formés les passages d'admission ou de balayage ayant une forme et une longueur effective telle que la charge de balayage qui les traverse pénètre dans le cylindre suivant une direction tendant à pro- voquer la rotation de cette charge autour de l'axe du cylindre.
Ainsi, les passages qui dirigent la charge, de façon à la faire pénétrer dans le cylindre dans la direction désirée, se déplacent avec le fourreau.
Dans un mode de réalisation approprié, l'épaisseur de la partie du fourreau dans laquelle sont formés les orifi- ces de balayage est augmentée et les passages de balayage condui sant aux orifices sont formés dans cette partie renforcée.
Ainsi, par exemple, le fourreau peut avoir une surépaisseur sous forme d'une nervure circulaire dans laquelle sont formés les passages de balayage. En outre, dans ce cas, le mécanisme qui commande le fourreau agit, de préférence, soit sur la par- tie renforcée en question, soit sur une partie adjacente à cette partie renforcée.
Le mouvement imprimé au fourreau peut varier ; fois l'invention est particulièrement applicable aux moteurs du type précité dans lesquels le fourreau reçoit un mouvement com- biné d'oscillation et de va et vient, par exemple, à l'aide d'un organe tournant autour d'un axe formant angle droit avec l'axe du cylindre et relié au fourreau en un point excentré par rapport à cet axe de rotation, à l'aide d'une articulation à alignement automatique ou de toute autre articulation analo- gue flexible.
L'invention peut être mise en pratique de diverses manières. Toutefois, sur les dessins annexés, on a représenté
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schématiquement et à titre d'exemple, un mode de réalisation dans lequel l'invention est appliquée à un moteur à deux temps à action double comportant un cylindre percé d'orifices de balayage ou muni d'une couronne d'arrivée d'air de balayage au voisinage de son milieu et communiquant avec les orifices de balayage prévus dans le fourreau servant à admettre succes- sivement la charge d'air de balayage dans chacune des chambres de travail lorsque celles-ci sont découvertes respectivement par les deux extrémités du piston.
La figure 1 est une coupe verticale et, la figure 2 une coupe faite par la ligne 2-2 de la figure 1.
Dans le mode de construction représenté, le moteur comporte un cylindre, A, à l'intérieur duquel est placé un fourreau, B. Le cylindre est fermé à ses extrémités par des culasses en forme de bouchon, C et D, pénétrant dans les extré- mités du fourreau B. Dans la paroi du cylindre, au voisinage des extrémités intérieures de chaque culasse en forme de bouchon, est placée une série annulaire d'orifices d'échap- pement A1, destinés à agir, pendant la période de balayage, en combinaison avec une série annulaire correspondante d'orifi- ces,Bl, prévus dans le fourreau et avec lesquels ils coinci- dent. Le cylindre A est constitué de façon à présenter, appro- ximativement en son milieu, une couronne de balayage, A2, en- tourant complètement la partie centrale, B.
La partie du fourreau B, disposée à l'intérieur de cette couronne de balayage A2, est munie d'un renforcement circulaire, B2, traversé par une série de passages de bala- yage, B3. La direction générale de chacun de ces passages est @
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tangente à un cercle dont le centre est situé sur l'axe du cylindre, de telle sorte que la charge d'air pénétrant à travers ces passages tend à tourner autour de l'axe du cy- lindre. L'air peut être amené dans la couronne de balayage A2 sous pression.
Sur ou dans la partie renforcée B2 du fourreau est formée une douille, B4, dans laquelle est monté l'organe exté- rieur, E, d'une articulation à alignement automatique ou d'un palier, l'organe intérieur, E1, de cette articulation recevant un maneton , F, ou un organe analogue d'une manivelle, F , dont l'axe de rotation fait sensiblement un angle droit avec l'axe du cylindre A, de telle sorte que, lorsque la manivelle, - F1 tourne,le fourreau reçoit,à la manière connue, un mouve- ment combiné d'oscillation et de va et vient.
Dans chacune des culasses C et D est formée une chambre. G, de forme approximativement cylindrique dont le diamètre est inférieur à celui du fourreau B. Ce diamètre peut, par exemple, être égal aux 3/5 du diamètre du fourreau.
La hauteur de la chambre de combustion, dans une direction parallèle à l'axe du cylindre, est sensiblement inférieure au diamètre de la. chambre en étant égale, par exemple, au tiers de celui-ci. L'extrémité de la paroi circulaire de chaque chambre de combustion G la plus éloignée du piston est reliée, de préférence, au fond de cette chambre par une partie, G1, à surface courbe, de façon à éviter un angle aigu au point où la paroi circulaire rencontre le fond.
Un injecteur de combustible, H, est placé dans la paroi de chaque chambre de combustion et est disposé de façon à fournir un jet de combustible unique à partir d'un point de
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la paroi circulaire de la chambre situé sensiblement à mi- chemin entre son ouverture et son fond, la direction moyenne du jet étant située dans un plan normal à l'axe du cylindre en étant inclinée, d'autre part, d'un angle situé entre 30 et 60 par rapport à la tangente à la paroi circulaire de la chambre de combustion passant par le point de sortie du jet.
Le piston, J, du moteur est animé d'un mouvement de va et vient à l'intérieur du fourreau B. Les parties circu- 1-aires des faces extérieures, Jl, du piston peuvent être légèrement chanfreinées, ainsi qu'on le voit en J2, de façon à être disposées parallèlement à des faces chanfreinées cor- respondantes, C1 -D1, prévues sur les parties des culasses C et D entourant l'ouverture de la chambre de combustion. Les faces chanfreinées J2 du piston s'approchent à la fin de la course aussi près que possible des faces C1-D1 de la culasse.
Le piston J est relié à une tige de piston, J3, traversant un joint approprié, J4, prévu dans la culasse inférieure D, de telle sorte que la tige de piston J3 remplit la partie cen- trale de la chambre de combustion G de cette culasse en don- nant à cette chambre de combustion une forme annulaire.
Le fonctionnement du moteur précité est le suivant:
En supposant que le piston J se trouve à l'une des extrémités de sa course, de façon à comprimer une charge d'air à l'intérieur de la chambre de combustion G située à l'extrémité du cylindre la plus éloignée de la tige du pis- ton J3, le fourreau B occupe la position dans laquelle les orifices d'échappement A1-B1 percés dans l'extrémité du cylin- dre au voisinage de la tige de piston J3 sont ouverts, tandis que les passages de balayage B3 de la partie renforcée B2 du @
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fourreau sont découverts par la face du piston J adjacente à la tige de piston J3.
L'air de balayage pénètre ainsi, à travers les orifices de balayage B3, de manière à recevoir un mouvement de rotation autour de l'axe du cylindre et ,chasse au dehors les gaz b rfflés pendant la dernière course de tra- vail, à travers les orifices d'échappement ouverts A1-B1 en remplissant l'extrémité du cylindre adjacente à la tige du piston d'une charge d'air frais tournant autour de l'axe du cylindre. Le piston est déplacé à ce moment par l'action de l'expansion des gaz situés dans l'extrémité supérieure du cylindre lorsqu'ils brûlent davec le combustible injecté, de façon à fermer tout d'abord les orifices de. balayage B3. Entre-- temps, le fourreau se déplace de façon à fermer les orifices d'échappement A1-B1 pratiqués dans l'extrémité du cylindre adjacente à la tige de piston J3.
Après quoi, le piston, con- tinuant à se déplacer, comprime la charge rotative d'air frais à l'intérieur de la chambre de combustion inférieure adjacente à la tige du piston J3, de telle façon que sensiblement la totalité de la charge se trouve comprimée à l'intérieur de cet- te chambre de combustion à la fin de la course. A la fin de la course du piston, lorsque -ce dernier se trouve à son point mort bas, la face du piston J la plus éloignée de la tige du piston J3,découvre les orifices de balayage B3 et le fourreau ouvre les orifices d'échappement A1-B1 situés à l'extrémité su- périeure du cylindre, la plus éloignée de la tige du piston.
De cette façon, les gaz brûlés sont chassés de la partie su- périeure du cylindre, laquelle se remplit d'une charge tour- nante d'air frais. En même temps, le combustible est injecté dans la chambre de combustion inférieure G adjacente à la ti- ge du piston, l'expansion des gaz poussant le piston vers le haut de façon à comprimer la charge rotative d'air frais
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admise dans l'extrémité supérieure du cylindre, ce cycle d'o- pérations continuant de la sorte.
Il doit être entendu que le mode de construction dé- ' crit et représenté ne l'a été qu'à titre d'exemple et que certains détails de construction peuvent être modifiés sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.
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"Improvements to two-stroke internal combustion engines"
The present intention relates to internal combustion engines of the liquid fuel injection and compression ignition type operating in a two-stroke cycle and in which the inlet ports drilled in the cylinder wall are controlled by one or more sleeves as the air charge enters the cylinder so as to receive rotational movement about the cylinder axis to facilitate mixing of fuel and air during fuel injection and combustion.
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In engines of the aforementioned type as they are currently produced, the purging air which enters through orifices drilled in the wall of the cylinder is deflected, so as to enter the latter tangentially, by means of screens formed on or attached to the cylinder wall. On the other hand, the orifices drilled in the sleeve have a shape such that they do not interfere with the tangential entry of air as much as is practically possible. However, owing to the narrow course of the portion of the sleeve in which the orifices are drilled, the orifices cannot work together in an effective manner to guide the charge of air entering the cylinder in the direction. desired.
In addition, in the case (generally preferred in engines with distribution by barrel) where the barrel is driven by a combined oscillation and reciprocation movement, the members in the form of bars extending between the orifices adjacent sides of the sleeve constitute an obstacle to the flow of the scavenging air, since the sleeve is driven in an almost exclusively rotary movement during the scanning period. As a result, these bar-shaped members only coincide with the bars between the orifices of the cylinder at certain points during the movement of the sleeve, while, during the rest of the time, they constitute an obstacle to the flow of the air.
The object of the present invention is to provide simple and effective devices making it possible to produce a rotational movement of the air in engines of the aforementioned general type.
For this purpose, in an internal combustion engine of the liquid fuel injection and compression ignition type operating in a two-stroke cycle according to the present invention, a cylinder furnace is combined with a cylinder.
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ring controlling the exhaust ports and comprising one or more members made in one piece with or attached to the sleeve and in which are formed the intake or sweep passages having a shape and effective length such as the load of sweeping which passes through them enters the cylinder in a direction tending to cause the rotation of this load around the axis of the cylinder.
Thus, the passages which direct the load, so as to cause it to enter the cylinder in the desired direction, move with the sleeve.
In a suitable embodiment, the thickness of the part of the sleeve in which the sweep openings are formed is increased and the sweep passages leading to the orifices are formed in this reinforced part.
Thus, for example, the sheath can have an extra thickness in the form of a circular rib in which the sweep passages are formed. In addition, in this case, the mechanism which controls the sheath preferably acts either on the reinforced part in question, or on a part adjacent to this reinforced part.
The movement printed on the scabbard may vary; The invention is particularly applicable to motors of the aforementioned type in which the sleeve receives a combined oscillation and reciprocation movement, for example, using a member rotating about an axis forming an angle. straight with the axis of the cylinder and connected to the sleeve at a point eccentric with respect to this axis of rotation, by means of a self-aligning articulation or any other similar flexible articulation.
The invention can be put into practice in various ways. However, in the accompanying drawings, there is shown
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schematically and by way of example, an embodiment in which the invention is applied to a two-stroke double-acting engine comprising a cylinder pierced with scanning orifices or provided with an air inlet ring of sweeping in the vicinity of its middle and communicating with the sweeping orifices provided in the sleeve serving to successively admit the load of sweeping air into each of the working chambers when the latter are respectively exposed by the two ends of the piston.
Figure 1 is a vertical section and, Figure 2 a section taken along line 2-2 of Figure 1.
In the mode of construction shown, the engine comprises a cylinder, A, inside which is placed a sleeve, B. The cylinder is closed at its ends by cylinder heads in the form of plugs, C and D, penetrating into the ends - mites of the sleeve B. In the wall of the cylinder, near the inner ends of each cylinder head in the form of a plug, is placed an annular series of exhaust ports A1, intended to act, during the sweeping period, in combination with a corresponding annular series of orifices, B1, provided in the sleeve and with which they coincide. The cylinder A is formed so as to have, approximately in its middle, a scanning ring, A2, completely encircling the central part, B.
The part of the sheath B, placed inside this sweeping ring A2, is provided with a circular reinforcement, B2, crossed by a series of sweeping passages, B3. The general direction of each of these passages is @
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tangent to a circle whose center is on the axis of the cylinder, such that the charge of air entering through these passages tends to rotate about the axis of the cylinder. The air can be brought into the scanning ring A2 under pressure.
On or in the reinforced part B2 of the sheath is formed a bush, B4, in which is mounted the outer member, E, of a self-aligning articulation or of a bearing, the inner member, E1, of this articulation receiving a crank pin, F, or a similar member of a crank, F, the axis of rotation of which makes a substantially right angle with the axis of the cylinder A, so that, when the crank, - F1 turns , the sleeve receives, in the known manner, a combined movement of oscillation and back and forth.
In each of the cylinder heads C and D is formed a chamber. G, of approximately cylindrical shape, the diameter of which is less than that of the sleeve B. This diameter may, for example, be equal to 3/5 of the diameter of the sleeve.
The height of the combustion chamber, in a direction parallel to the axis of the cylinder, is substantially less than the diameter of the. room being equal, for example, to a third of it. The end of the circular wall of each combustion chamber G furthest from the piston is connected, preferably, to the bottom of this chamber by a part, G1, with a curved surface, so as to avoid an acute angle at the point where the circular wall meets the bottom.
A fuel injector, H, is placed in the wall of each combustion chamber and is arranged to provide a single jet of fuel from a point of
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the circular wall of the chamber situated substantially halfway between its opening and its bottom, the mean direction of the jet being situated in a plane normal to the axis of the cylinder while being inclined, on the other hand, at an angle situated between 30 and 60 with respect to the tangent to the circular wall of the combustion chamber passing through the point of exit of the jet.
The piston, J, of the engine is driven by a reciprocating movement inside the sleeve B. The circular parts of the outer faces, Jl, of the piston may be slightly chamfered, as is the case. seen at J2, so as to be arranged parallel to the corresponding chamfered faces, C1 -D1, provided on the parts of the cylinder heads C and D surrounding the opening of the combustion chamber. The chamfered faces J2 of the piston approach at the end of the stroke as close as possible to the faces C1-D1 of the cylinder head.
The piston J is connected to a piston rod, J3, passing through a suitable seal, J4, provided in the lower cylinder head D, so that the piston rod J3 fills the central part of the combustion chamber G with this cylinder head by giving this combustion chamber an annular shape.
The operation of the aforementioned engine is as follows:
Assuming piston J is at one end of its stroke, so as to compress an air charge inside combustion chamber G located at the end of the cylinder furthest from the rod of piston J3, the sleeve B occupies the position in which the exhaust ports A1-B1 drilled in the end of the cylinder in the vicinity of the piston rod J3 are open, while the scanning passages B3 of the reinforced part B2 of the @
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sleeve are uncovered by the face of piston J adjacent to piston rod J3.
The scavenging air thus penetrates, through the scavenging orifices B3, so as to receive a rotational movement around the axis of the cylinder and, expels out the gases b rfflated during the last working stroke, to through the open exhaust ports A1-B1 by filling the end of the cylinder adjacent to the piston rod with a charge of fresh air rotating around the axis of the cylinder. The piston is moved at this moment by the action of the expansion of the gases located in the upper end of the cylinder when they burn with the injected fuel, so as to first close the orifices of. scan B3. Meanwhile, the sleeve moves to close the A1-B1 exhaust ports in the end of the cylinder adjacent to the piston rod J3.
Thereafter, the piston, continuing to move, compresses the rotating charge of fresh air within the lower combustion chamber adjacent to the piston rod J3, such that substantially all of the charge is collected. found compressed inside this combustion chamber at the end of the stroke. At the end of the stroke of the piston, when the latter is at its bottom dead center, the face of the piston J furthest from the piston rod J3 uncovers the sweep orifices B3 and the sleeve opens the orifices of exhaust A1-B1 located at the upper end of the cylinder, furthest from the piston rod.
In this way, the burnt gases are expelled from the upper part of the cylinder, which is filled with a rotating charge of fresh air. At the same time, fuel is injected into the lower combustion chamber G adjacent to the piston rod, the expansion of the gases pushing the piston upwards so as to compress the rotating charge of fresh air.
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admitted into the upper end of the cylinder, this cycle of operations continuing in this way.
It should be understood that the mode of construction described and shown has been exemplified only and that certain construction details may be modified without thereby departing from the spirit of the invention. .