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Perfectionement aux moteurs à. explosions"
Depuis de longues- années-, on emploie des- mo- teurs a huile lourde fonctionnant, soit par injection de combustible soit par aspiration d'air carburê.
Le premier système ( par injection) ne peut guère s'aooliquer aux moteurs de petites dimensions- à cause de la difficulté de doser avec précision des quantités minimes de combustible.
Le deuxième système (par aspiration d'air carburé), appliqué à un moteur ordinaire à deux ou. quatre temps, présente les graves inconvénients sui
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vantst a) le mélange du combustible et de l'air est souvent défectueux et le combustible in- complètement brûlé est évacué par l'échappement en produisant une fumée d'odeur désagréable. En outre, le combustible coule le long des parois du cylindre et se mélange, dans le carter, à l'huile de graissa- ge.L'huile, projetée dans le cylindre et au fond du piston s'échauffe, perd ses qualités lubrifiantes et éleve la température dans le carter. b) on aiminue le rendement volumé- trique du moteur en chauffant les gaz avant leur admis- sion au cylinâre.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités; elle s'applique, d'une ma- nière générale, aux moteurs a explosion et améliore plus spécialement, dans des proportions importantes, le rendement des moteurs qui utilisent, comme combusti- ble, des huiles lourdes telles que les gas-oils
Suivant l'invention, chaque piston ( piston ordinaire ou différentiel) forme un élément d'une pompe dont le corps est mis alternativement en communication avec le carburateur et avec une chambre intermédiaire débouchant, soit directement,, soit sous le contrôle de moyens d'admission ( soupapes, chemise::, distribu- teur), dans une chambre . explosion du moteur..
L'invention, applicable indifféremment aux moteurs à deux temps ou à quatre temps, paraît actuel- lement plus avantageuse pour les moteurs à quatre tempso Elle permet, en effet, dans ce dernier cas,
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l'aspiration de deux cylindrées de la pompe pour une aspiration d'une cylindrée au moteur, ce qui assure, sans complication mécanique, un remplissage complet et sous pression de la cylindrée du moteur.
L'invention comprend aussi diverses particula- rités de construction avantageuses, telles que les suivantes:: a) la tige du piston moteur est reliée par une crosse de guidage à la bielle de liaison au vilebrquin et traverse un fond inférieur fixe limitant avec le cylindre et la partie interne du piston un espace de pompage isolé du carter; ce fond évite que les projections d'huile du carter n'atteignent le piston moteur;
b) la crosse peut se déplacer dans une chemise mobile dans le cylindre, cette chemise contrôlant la communication entre le corps de pompe, le carburateur et la chambre intermédiaire. c) le piston peut être du type diffé- rentiel., de manière à constituer une chambre annulaire de pompage. d) la communication, entre le corps de pompe, la chambre intermédiaire et le carburateur, est effectuée, soit comme indiqué en b), soit par l'intermédiaire d'un distributeur tournant ou d'un ti- roir coulissant.. e)' le corps de pompe et la chambre in- termédiaire sont isolés du carter. f) la chambre intermédiaire est réchaud fée, soit par l'eau de refroidissement, soit par les gaz d'échappement, soit par ces deux moyens,.
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g) l'admission du combustible dans la chambre d'explosion est effectuée sous pression.
L'invention comprend encore d'autres points particuliers qui apparaîtront dans le texte suivant en référence au dessin annexé, donné à titre d'exem- ple seulement:
La figure 1 représente une première forme de réalisation, en coupe verticale suivant I-I de la figure 2.
La figure 2 est une coupe horizontale suivant 11-11 de la figure 1
La figure 3 montre une variante vue en coupe verticale suivant III-III de la figure 4-
La figure 4 est une coupe horizontale suivant IV-IV de la figure 2.
La figure 5 représente une troisième forme de réalisation, en coupe verticale suivant V-V de la figure 6.
La figure 6 est une coupe faite suivant VI-VI de la figure 5.
Les figures 1 et 2 représentent un moteur à quatre temps. Une bielle 2 est articulée sur une mani- velle 1 et sur un axe 3 monté dans une crosse 4 glis- sant dans un cylindre 5. A cette crosse 4 est fixée la tige de piston 6, glissant à travers le fond 7 du cylindre 5. En bout de cette tige 6 est fixé le pis- ton moteur 8 mobile dans le cylindre 9. Ce piston 8 est à double effet. Sa face supérieure reçoit l'ac- tion motrice des gaz en combustion et sa face infé- rieure sert à pomper les-gaz frais. Dans la chambre de compression ou d'explosion 10 apparaissent les
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soupapes d'admission 11, d'échappement 12 et la bougie 13 d'allumage. La partie inférieure du cylindre 9 fer- méé par le fond 7 forme pompe.
La distribution de cette pompe peut être as- surée de différentes manières. La figure 1 en montre un exemple..
Dans la région inférieure du cylindre 9 est ménagée. une lumière 14 qui est mise en commuhication alternativement, par l'intermédiaire d'un tiroir tour- nant 15, avec une canalisation d'aspiration 16 reliée au carburateur et avec une lumière de refoulement 17a Cette dernière forme l'entrée d'une chambre intermé- diaire 17 qui peut être réchauffée par la culotte d'é- chappement 18 ou par tout autre moyen. Cette chambre 17 communique avec la chambre 10 sous le contrôle de la soupape d'admission 11 Le tiroir 15 comporte des évi- dements 19 et 19a dont le nombre est fonction de la vitesse de rotation de ce tiroir relativement à celle de L'arbre du moteur.
Les soupapes 11 et 12 sont commandées par des cames 20 et 20a
Le fonctionnement de ce moteur est le suivant:
1 Au moment de la compression des gaz dans la chambre 10, le vide se crée dans la par- tie basse du cylindre 9 ( sous le piston 8), la lu- mière 14 est mise en communication avec le canal 16 par l'évidement 19 ou 19a du tiroir 15 et laisse en- trer les gaz venant du carburateur.
2 Après l'explosion dans la chambre 10, la pression des gaz fait descendre le piston 8
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le canal 16 est fermé, la lumière 17a, est découverte et laisse passer les gaz frais comprimés de la partie basse du cylindre 9, et ces gaz s'écoulent dans la chambre intermédiaire 17 d'où ils seront admis, au moment de l'admission, dans la chambre 10 d'explo- sion.
3 Les gaz brûlés sont chassés hors du cylindre moteur à travers la soupape d'échappement 12, et en même temps la pompe s'emplit à nouveau à travers la lumière 14.
42 Le piston 8 descend, la soupape d'admission 11 s'ouvre et permet l'admission, dans la chambre 10 d'explosion, des gaz frais comprimés se trouvant dans la chambre 17 et dans la pompe.
Les différentes opérations réalisent un bras- sage énergique de l'air carburé avant son introduction dans la chambre d'explosion et on obtient un mélange parfait et suffisamment chaud pour fournir un rende- ment convenable. Le chauffage préalable des gaz s'ob- tient par le contact de ceux-ci avec les parois chau- des du cylindre 9, du fond du piston 8 et de la culot- te d'échappement 18
Comme le cylindre 9 est isolé des projections d'huile du carter, l'encrassement de la bougie n'est pas àcraindre. L'articulation de la bielle ne se fai- sant pas dans le piston, cela évite les claquements et l'ovalisation du cylindre. On supprime ainsi la perte de gaz qui souillent l'huile et qui, avec l'huile pro- jetée contre les parois du cylindre et le fond du pis
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ton, élèvent la température dans le carter.
Le dessous du piston est refroidi par deux aspirations et deux refoulements de gaz frais pendant le cycle moteur.
La mise en marche au départ dunmoteur à huile lourde peut se faire à l'essence jusqu'à ce que les or- ganes soient portés à la température nécessaire au bon fonctionnement.
Il est possible de monter une soupape de sûreté sur la lumière 17a
Les figures 3 et 4 illustrent une variante dans laquelle la partie inférieure du cylindre 9 est pourvue d'une lumière 21 d'admission et d'une lumière 22 de refoulement.
La lumière 21 communique avec le carburateur,.
La lumière 22 communique avec la chambre 17. La cros- se 4 glisse dans une chemise 23. La tige de piston 6 glisse à travers le fond 24 de la chemise 23. le fond 24 est pourvu de lumières 25 qui laissent passer les gaz arrivant à travers la lumière 21. L'an- neau de distribution 26 est fixé au fond 24 au moyen de filets carrés 270 Cet anneau 26 est en matière élas- tique et comporte une fente 28 pour permettre son appli- cation exacte contre la paroi du cylindre 9. gour évi- ter le déplacement de l'anneau 26, on petzt engager une vis 29 dans la fente 28. Les lumières 22 et 22 ne s'é- tendent pas sur toute la circonférence du cylindre 9 et laissent une partie pleine 30 en regard de la- quelle se déplace la fente 28.
La chemise 23 est pour- vue,. à sa partie inférieure, d'une patte 31 sur laquel- le est articulée, par l'intermédiaire d'un.axe 33, une
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bielle 32. Le mouvement de distribution est assuré par un excentrique 34 monté sur l'arbre vilebrequin 1
Le fonctionnement de ce moteur est identique à celui décrit pour la figure 1, la communication entre le corps de pompe,. le carburateur et la chambre intermédiaire 17 étant assurée par le tiroir coulis- sant 24-26 solidaire de la chemise 23.
Comme distribution de pompe, on peut encore utiliser un jeu de soupapes à commande automatique..
Les l'igures 5 et 6 illustrent une autre for- me de réalisation a'un moteur à quatre temps-suivant l'invention. Une manivelle 41 actionne, une. bielle 42 qui s'articule, par l'intermédiaire d'un axe 43 dans un piston différentiel 44 et 45 glissant dans les cy- lindres 46 et 47. Le cylindre 47, qui forme une chambre annulaire est pourvu, à sa partie supérieure, d'un orifice 48 communiquant alternativement, par l'inter- médiaire d'un piston distributeur 49, avec une canali- sation d'aspiration 50 en communication avec le car- burateur et une canalisation de refoulement 51 Cette dernière forme une chambre intermédiaire et peut Être réchauffée par la culotte d'échappement 52 ou par tout autre moyen.
La canalisation 51 communique avec la chambre d'explosion par l'intermédiaire de la soupape d'admission 53
Le fonctionnement de ce moteur à quatre temps est le suivant:
1 Au moment de l'admission, les
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pistons 44 et 45 descendent, les gaz comprimés dans la canalisation 51 entrent dans le cylindre 46 à tra- vers la soupape 53 le vide se crée dans le cylindre 47 le piston distributeur 49 remonte et met le canal 50 en communication avec le cylindre 47 à travers l'o- rifice 48.
2 Le piston 44 comprime les gaz dans le cylindre 46. Le piston distributeur 49, descend et le piston 45 refoule les gaz vers la canalisation 51 à travers l'orifice 48.
3 Après l'explosion dans le cylin- dre 46, la pression des gaz fait descendre les pistons 44 et 45 le cylindre 47 s'emplit de gaz venant du carburateur.
4 Les-pistons 44 et 45 remontent, les gaz brûlés dans le cylindre 46 se trouvent chas- sés à l'extérieur à travers la soupape d'échappement 54 et les gaz frais du cylindre 47 sont refoulés dans la canalisation 51.
Il est évident que les formes de réalisation décrites et représentées ne sont que de simples exem- ples susceptibles de nombreuses variantes qui, tant qu'elles ne changent rien aux caractéristiques prin- cipales exposées plus haut, ni au but poursuivi, res- tent comprises dans le cadre de la présente inven- tion.
En particulier, dans le cas d'un groupe poly- cylindrique, les chambres intermédiaires 17 ou 51 peuvent être reliées entre elles par une canalisation ou réunies en une même chambre.
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S'il s'agit par exemple d'un moteur à quatre cylindres, les gaz comprimés dans la partie pompe de deux des cylindres, se trouvent ainsi refoulés en- semble dans cette chambre commune et introduits dans la chambre d'explosion 10 d'un seul cylindre à ce moment à sa période d'admission
REVENDICATIONS
1 Moteur à explosion caractérisé en ce que chaque piston (ordinaire ou différentiel) forme un élément d'une pompe dont le corps est mis alternativement en communication avec le carburateur et avec une chambre intermédiaire débouchant, soit directement, soit sous le contrôle de moyens d'admis- sion ( soupapes, chemise, tiroir tournant ou cou- lissant) dans une chambre à explosion.
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Perfecting to engines. explosions "
Heavy oil engines have been used for many years which operate either by fuel injection or by suction of fuel air.
The first system (by injection) can hardly help small-sized engines - because of the difficulty of accurately dosing small amounts of fuel.
The second system (by aspiration of carbureted air), applied to an ordinary two-or-two engine. four-stroke, has the serious drawbacks of
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vantst a) The mixture of fuel and air is often faulty and the unburned fuel is exhausted through the exhaust producing an unpleasant smelling smoke. In addition, the fuel flows along the walls of the cylinder and mixes with the lubricating oil in the crankcase. The oil projected into the cylinder and at the bottom of the piston heats up, loses its lubricating qualities. and raise the temperature in the crankcase. b) the volumetric efficiency of the engine is improved by heating the gases before they are admitted to the cylinder.
The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks; it applies, in general, to internal combustion engines and more especially improves, in significant proportions, the efficiency of engines which use, as fuel, heavy oils such as gas oils
According to the invention, each piston (ordinary or differential piston) forms an element of a pump, the body of which is placed alternately in communication with the carburetor and with an intermediate chamber opening out, either directly, or under the control of means of intake (valves, jacket ::, distributor), in a chamber. engine explosion.
The invention, applicable equally to two-stroke or four-stroke engines, currently appears to be more advantageous for four-stroke engines. In fact, in the latter case, it allows
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the suction of two displacements of the pump for a suction of one displacement from the engine, which ensures, without mechanical complications, a complete filling and under pressure of the engine displacement.
The invention also comprises various advantageous construction features, such as the following: a) the rod of the engine piston is connected by a guide bracket to the connecting rod to the crankshaft and passes through a fixed lower base limiting with the cylinder and the internal part of the piston a pumping space isolated from the housing; this bottom prevents oil projections from the crankcase reaching the engine piston;
b) the stick can move in a movable liner in the cylinder, this liner controlling the communication between the pump body, the carburetor and the intermediate chamber. c) the piston may be of the different type., so as to constitute an annular pumping chamber. d) communication between the pump body, the intermediate chamber and the carburetor is effected, either as indicated in b), or by means of a rotary distributor or a sliding spool. e) 'the pump body and the intermediate chamber are isolated from the casing. f) the intermediate chamber is a fairy stove, either by the cooling water, or by the exhaust gases, or by these two means ,.
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g) the fuel is admitted into the explosion chamber under pressure.
The invention also comprises other particular points which will appear in the following text with reference to the appended drawing, given by way of example only:
Figure 1 shows a first embodiment, in vertical section along I-I of Figure 2.
Figure 2 is a horizontal section on 11-11 of Figure 1
Figure 3 shows a variant seen in vertical section along III-III of Figure 4-
Figure 4 is a horizontal section along IV-IV of Figure 2.
FIG. 5 represents a third embodiment, in vertical section along V-V of FIG. 6.
Figure 6 is a section taken along VI-VI of Figure 5.
Figures 1 and 2 show a four-stroke engine. A connecting rod 2 is articulated on a crank 1 and on a pin 3 mounted in a bracket 4 sliding in a cylinder 5. To this bracket 4 is fixed the piston rod 6, sliding through the bottom 7 of the cylinder 5 At the end of this rod 6 is fixed the motor piston 8 movable in the cylinder 9. This piston 8 is double-acting. Its upper face receives the motive action of the combustion gases and its lower face serves to pump the fresh gases. In the compression or explosion chamber 10 appear the
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intake valves 11, exhaust 12 and spark plug 13. The lower part of cylinder 9 closed by bottom 7 forms a pump.
The distribution of this pump can be ensured in different ways. Figure 1 shows an example.
In the lower region of the cylinder 9 is provided. a light 14 which is put into communication alternately, by means of a revolving slide 15, with a suction line 16 connected to the carburetor and with a discharge port 17a The latter forms the inlet of a chamber intermediate 17 which can be heated by the exhaust pant 18 or by any other means. This chamber 17 communicates with the chamber 10 under the control of the inlet valve 11 The spool 15 has recesses 19 and 19a, the number of which depends on the speed of rotation of this spool relative to that of the shaft of the valve. engine.
Valves 11 and 12 are controlled by cams 20 and 20a
The operation of this engine is as follows:
1 When the gases are compressed in chamber 10, a vacuum is created in the lower part of cylinder 9 (under piston 8), light 14 is placed in communication with channel 16 via the recess 19 or 19a of the spool 15 and lets in the gases coming from the carburetor.
2 After the explosion in chamber 10, the gas pressure causes piston 8 to descend
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the channel 16 is closed, the lumen 17a, is uncovered and lets pass the fresh compressed gases from the lower part of the cylinder 9, and these gases flow into the intermediate chamber 17 from where they will be admitted, at the time of the admission, into explosion chamber 10.
3 The burnt gases are expelled from the engine cylinder through the exhaust valve 12, and at the same time the pump fills again through the port 14.
42 The piston 8 descends, the intake valve 11 opens and allows the admission, into the explosion chamber 10, of the fresh compressed gases located in the chamber 17 and in the pump.
The various operations carry out a vigorous brazing of the carburized air before its introduction into the explosion chamber and a perfect mixture is obtained and sufficiently hot to provide a suitable output. The preheating of the gases is obtained by their contact with the hot walls of the cylinder 9, the bottom of the piston 8 and the exhaust cap 18.
As the cylinder 9 is isolated from oil splashes from the crankcase, there is no risk of fouling the spark plug. As the articulation of the connecting rod does not take place in the piston, this prevents clicking and ovalization of the cylinder. This eliminates the loss of gases which contaminate the oil and which, with the oil projected against the walls of the cylinder and the bottom of the udder
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tone, raise the temperature in the crankcase.
The underside of the piston is cooled by two suction and two fresh gas discharges during the engine cycle.
The heavy-oil engine can be started from gasoline until the components are brought up to the temperature necessary for proper operation.
It is possible to mount a safety valve on port 17a
Figures 3 and 4 illustrate a variant in which the lower part of cylinder 9 is provided with an inlet 21 and a discharge port 22.
The light 21 communicates with the carburetor ,.
The port 22 communicates with the chamber 17. The hook 4 slides in a sleeve 23. The piston rod 6 slides through the bottom 24 of the sleeve 23. the bottom 24 is provided with ports 25 which allow the incoming gases to pass. through the lumen 21. The distribution ring 26 is fixed to the bottom 24 by means of square threads 270 This ring 26 is made of elastic material and has a slot 28 to allow its exact application against the wall of the lumen. cylinder 9. to avoid the displacement of the ring 26, it is possible to insert a screw 29 in the slot 28. The openings 22 and 22 do not extend over the entire circumference of the cylinder 9 and leave a solid part 30 opposite which the slot 28 moves.
Shirt 23 is filled. at its lower part, a tab 31 on which is articulated, by means of un.axe 33, a
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connecting rod 32. The distribution movement is provided by an eccentric 34 mounted on the crankshaft 1
The operation of this motor is identical to that described for FIG. 1, the communication between the pump body ,. the carburetor and the intermediate chamber 17 being provided by the sliding slide 24-26 integral with the sleeve 23.
As a pump distribution, an automatically controlled valve set can also be used.
Figures 5 and 6 illustrate another embodiment of a four-stroke engine according to the invention. A crank 41 operates, a. connecting rod 42 which is articulated by means of a pin 43 in a differential piston 44 and 45 sliding in the cylinders 46 and 47. The cylinder 47, which forms an annular chamber is provided, at its upper part, an orifice 48 communicating alternately, via a distributor piston 49, with a suction pipe 50 in communication with the carburettor and a discharge pipe 51 The latter forms an intermediate chamber and can be heated by the exhaust pant 52 or by any other means.
Line 51 communicates with the explosion chamber through the inlet valve 53
The operation of this four-stroke engine is as follows:
1 At the time of admission,
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pistons 44 and 45 descend, the compressed gases in the pipe 51 enter the cylinder 46 through the valve 53 the vacuum is created in the cylinder 47 the distributor piston 49 rises and places the channel 50 in communication with the cylinder 47 to through hole 48.
2 The piston 44 compresses the gases in the cylinder 46. The distributor piston 49 goes down and the piston 45 delivers the gases to the pipe 51 through the orifice 48.
3 After the explosion in the cylinder 46, the gas pressure causes the pistons 44 and 45 to descend and the cylinder 47 fills with gas coming from the carburetor.
The pistons 44 and 45 go up, the gases burnt in the cylinder 46 are expelled to the outside through the exhaust valve 54 and the fresh gases from the cylinder 47 are discharged into the pipe 51.
It is obvious that the embodiments described and represented are only simple examples susceptible of numerous variations which, as long as they do not change anything in the main characteristics set out above, nor in the aim pursued, remain understood. within the scope of the present invention.
In particular, in the case of a poly-cylindrical group, the intermediate chambers 17 or 51 can be connected to one another by a pipe or united in a single chamber.
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If it is for example a four-cylinder engine, the gases compressed in the pump part of two of the cylinders are thus discharged together into this common chamber and introduced into the explosion chamber 10 of the cylinder. only one cylinder at this time in its intake period
CLAIMS
1 Internal combustion engine characterized in that each piston (ordinary or differential) forms an element of a pump whose body is placed alternately in communication with the carburetor and with an intermediate chamber opening out, either directly or under the control of means of 'admission (valves, jacket, rotating or sliding drawer) into an explosion chamber.