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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Monsieur Arthur Freeman SANDERS Perrectionnements aux cnamores ae combustion aes moteurs à injec- tion de combustible.
Demande de brevet anglais en sa faveur d u 13 Mars 1942.
Cette invention se rapporte aux moteurs à injection de combustible où le combustible est injecté dans une cavité restreinte (de préférence une cavité en forme de segment sphéri- que., plus qu'hémisphérique) prévue dans la culasse du cylindre d'un coté de l'alésage de celui-ci et communiquant directement avec cet alésage par un orifice à arêtes vives.
On a constaté que, particulièrement lorsqu'il s'agit d'un moteur fortement poussé, c'est-à-dire travaillant avec un très haut rendement, le métal entourant cet orifice risque d'être grillé; le but principal de la présente invention est d'empêcher d'une manière très simple que ceci ne se produise.
Suivant l'invention cet orifice vu en coupe diamétrale présente une section en quelque sorte cunéiforme, laissant la plus grande masse de métal de côté de cet orifice le plus proche de l'axe du cylindre, tandis que du côté opposé de l'orifice le bord adjacent de la cavité d'in'jection se raccorde à la face de la culasse du cylindre.
Différentes formes de chambres de combustion suivant l'invention sont représentées sur le dessin schématique annexé, dans lequel les figures 1 à 4 sont des vues partielles en coupe verticale de différentes dispositions, tandis que la figure 5 est une vue en plan du piston de la fig. 4. Les mêmes chiffres de référence sont employés autant que possible pour désigner les mêmes éléments sur les différentes figures.
Dans la forme de construction représentée sur la figurel, le combustible est injecté par un ajutage 11 dans une cavité d'in- ' jection 12 de forme presque complètement sphérique, cette cavité étant pratiquée dans un bouchon 13 monté dans la culasse 14 du cylindre. Le piston 15, qui fonctionne dans l'alésage 16 du cy- lindre, 'ne laisse qu'un minimum d'espace mort entre lui et la culasse du cylindre lorsqu'il est au point mort haut comme c'est représenté. La cavité 12 communique avec l'alésage du cylindre par l'orifice de section cunéiforme 17, la cavité étant dans son en- semble décalée d'un côté de l'axe du bouchon, c'est-à-dire qu'elle est usinée suivant un axe décalé par rapport à l'axe du bouchon.
Ceci a pour effet de laisser une plus grande masse de métal sur le bord 18 que partout ailleurs sur le pourtour de l'orifice 17, de manière à augmenter la conduction de la chaleur et à l'évacuer de ce bord qui est plus près de l'axe du cylindre que toute autre @
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partie de l'orifice, de telle sorte que le grillage de ce bord par contact avec les gaz enflammes sortant de la cavité 12 est évité.
Dans la variante suivant la figure 2, la cavité 12 est disposée concentriquement par rapport au bouchon 13, mais celui- ci est légèrement incliné (comme l'est également le bouchon 13 de la figure 1) et la cavité communique avec l'alésage du cylindre par un orifice 17 de section cunéiforme semblable, présentant plus de métal sur le bord 18 le plus proche de l'axe du cylindre que partout ailleurs. Dans cette variante il y a également dans la partie supérieure du bouchon 13, une cavité réceptrice 19 qui communique avec la cavité d'injection par une étroite ouverture 20 à arêtes vives.
La forme de construction de la figure 3 diffère de celle de la figure 2 principalement par la forme différente donnée à la cavité réceptrice 19 et à l'ouverture de communication 20 comme c'est représenté.
Dans la forme de construction de la figure 4, où il n'y a dans la culasse du cylindre qu'une seule cavité, la cavité d'in- jection 12 communiquant avec l'alésage du cylindre par un orifice de section cunéiforme 17 comme précédemment, tandis qu'une cavité réceptrice 21 est formée dans la tête du piston. Cette cavité réceptrice est décalée latéralement par rapport au bord adjacent 18 de l'orifice 17 lorsque le piston se trouve au point mort haut.
Elle peut être arquée comme le montre la .figure 5, ou bien elle peut être droite, circulaire ou de toute autre forme. De préféren- ce sa capacité est comprise entre 0,3 et 0,5 du volume totale ' l'espace mort. Du côté opposé à la cavité d'injection 12 elle comporte une lèvre en surplomb 22, de manière à contrarier le moins possible le refoulement de l'air le long de la surface du piston dans la cavité d'injection 12 pendant la course ascendante.
Lors de la course descendante toutefois, le bec capte les gaz enflammés expulsés de la cavité d'injection et provoque une inten- se turbulence dans la cavité réceptrice 21.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Mr. Arthur Freeman SANDERS Perfection in combustion cnamores in fuel injection engines.
English patent application in his favor dated March 13, 1942.
This invention relates to fuel injection engines where the fuel is injected into a restricted cavity (preferably a cavity in the form of a spherical segment., More than hemispherical) provided in the cylinder head on one side of the cylinder. 'bore thereof and communicating directly with this bore through a sharp-edged orifice.
It has been observed that, particularly when it is a question of a strongly pushed motor, that is to say working with a very high efficiency, the metal surrounding this orifice risks being toasted; the main object of the present invention is to prevent this from happening in a very simple way.
According to the invention, this orifice seen in diametral section has a somewhat wedge-shaped section, leaving the largest mass of metal on the side of this orifice closest to the axis of the cylinder, while on the opposite side of the orifice the Adjacent edge of the injection cavity connects to the face of the cylinder head.
Different shapes of combustion chambers according to the invention are shown in the accompanying schematic drawing, in which Figures 1 to 4 are partial vertical sectional views of different arrangements, while Figure 5 is a plan view of the piston of the fig. 4. The same reference numerals are used wherever possible to denote the same elements in the different figures.
In the form of construction shown in the figure, the fuel is injected through a nozzle 11 into an injection cavity 12 of almost completely spherical shape, this cavity being formed in a plug 13 mounted in the cylinder head 14 of the cylinder. Piston 15, which operates in cylinder bore 16, leaves only a minimum of dead space between it and the cylinder head when in top dead center as shown. The cavity 12 communicates with the bore of the cylinder through the orifice of wedge-shaped section 17, the cavity being as a whole offset from one side of the axis of the plug, that is to say it is machined along an axis offset from the axis of the plug.
This has the effect of leaving a greater mass of metal on the edge 18 than anywhere else around the periphery of the orifice 17, so as to increase the conduction of heat and to evacuate it from this edge which is closer to cylinder axis than any other @
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part of the orifice, so that the toasting of this edge by contact with the ignited gases exiting from the cavity 12 is avoided.
In the variant according to Figure 2, the cavity 12 is disposed concentrically with respect to the plug 13, but the latter is slightly inclined (as is also the plug 13 of Figure 1) and the cavity communicates with the bore of the cylinder by an orifice 17 of similar wedge-shaped section, exhibiting more metal on the edge 18 closest to the axis of the cylinder than anywhere else. In this variant there is also in the upper part of the stopper 13, a receiving cavity 19 which communicates with the injection cavity through a narrow opening 20 with sharp edges.
The construction form of Figure 3 differs from that of Figure 2 primarily in the different shape given to the receiving cavity 19 and the communication opening 20 as shown.
In the form of construction of FIG. 4, where there is only one cavity in the cylinder head, the injection cavity 12 communicating with the bore of the cylinder by an orifice of wedge-shaped section 17 as previously, while a receiving cavity 21 is formed in the piston head. This receiving cavity is offset laterally with respect to the adjacent edge 18 of the orifice 17 when the piston is at top dead center.
It can be arched as shown in .figure 5, or it can be straight, circular or of any other shape. Preferably its capacity is between 0.3 and 0.5 of the total volume of the dead space. On the side opposite the injection cavity 12, it has an overhanging lip 22, so as to interfere as little as possible with the discharge of air along the surface of the piston into the injection cavity 12 during the upstroke.
During the downward stroke, however, the nozzle captures the inflamed gases expelled from the injection cavity and causes intense turbulence in the receiving cavity 21.