<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.
L'invention a trait à des perfectionnements apportés aux mo- teurs à combustion interne et l'un de ses objets est d'assurer une dis- tribution plus uniforme du combustible injecté dans l'espace de combus- tion d'un moteur Diesel ou d'un autre moteur à injection de combustible.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une distribu- tion du combustible liquide injecté dans l'espace de combustion confor- mément au mouvement ou à l'écoulement turbulent du gaz qui y est contenu, de manière à assurer sa distribution optimum dans le gaz et son mélange avec celui-ci de façon que chaque particule de combustible tende à être associée avec la quantité d'air nécessaire pour entretenir la combustion.
L'invention concerne en premier lieu un moteur où est appli- qué le système à balayage en boucle, c'est-à-dire un moteur dont les ori-. fixes d'admission et d'échappement sont disposés à des côtés opposés du cylindre, en un point voisin de la limite inférieure de la course du piston qui éloigne celui-ci de la tête du cylindre, et où le bes d'in- jection est logé dans la tête du cylindre.-
Dans un moteur à balayage en boucle, le piston découvre, vers la fin de la course motrice, le ou les orifices d'échappement et ce- lui ou ceux d'admission ou de balayage. L'air de balayage jaillit à cet instant, sous la pression du balayage, par l'orifice de balayage, tan- dis que les gaz d'échappement jaillissent vers l'extérieur par les orifi- ces d'échappement.
Dans ces circonstances, l'air de balayage tend à s'écouler vers le haut, loin du piston, vers la tête du cylindre, à une grande vitesse, suivant les gaz d'échappement en une trajectoire en boucle s'étendant de l'orifice d'admission, vers le haut, le long du côté ad- mission du cylindre, transversalement par rapport à la tête du cylindre et vers le bas, vers l'orifice d'échappement, le long du côté échappement du cylindre.
<Desc/Clms Page number 2>
Lorsque le piston se déplace vers le haut, fermant à la fois les orifices d'échappement et *eux d'admission, le mouvement du gaz ou de l'air continue grâce à l'inertie du gaz en mouvement rapide et la rotation de l'air dans le cylindre a généralement lieu autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du piston. Cette rotation se poursuit jusqu'à la fin de la course de compression, tandis que le mouve- ment du piston vers la tête du cylindre fait décroître la ,surface décou- verte du cylindre jusqu'à ce que l'espace libre arrive au Minimum au mo- ment ou au-voisinage du moment où le combustible est injecté dans l'es- pace de combustion enfermé entre la tête du piston et le cylindre.
Dans ces conditions, les gaz passant rapidement devant le bec d'injection, lorsqu'ils s'écoulent le long de la tête du cylindre, tendent à rejeter le combustible pulvérisé vers le côté échappement de l'espace de combustion. Tandis que, dans ces conditions, la masse d'air en rotation se déplace dans le sens opposé au voisinage immédiat de la tête du piston, c'est le gaz en mouvement dans le voisinage de la tête du cylindre et dans le voisinage du bec d'injection qui produit cet effet de déplacement sur le combustible pulvérisé provenant du bec.
Si l'air de l'espace de combustion était au repos et si le combustible pulvérisé provenant du bec d'injection se dispersait plus ou moins symétriquement autour du bec,comme il doit en être, le bec devrait être au centre de l'espace de combustion afin de produire la distribution la meilleure et la plus uniforme du combustible qui y est contenu. Le gaz en rotation tend à déplacer latéralement le combustible pulvérisé; il s'ensuit qu'afin d'obtenir la distribution uniforme désirée du com- bustible liquide dans l'espace de combustion, le bec doit être déplacé dans un sens opposé à celui de l'écoulement du gaz dans le voisinage du bec. Cela peut être réalisé en déplaçant le bec dans un sens opposé à celui du mouvement de l'air ou en déplaçant l'espace de combustion dans le sens de l'écoulement de l'air.
Dans les deux cas, il en résultera que l'injection du combustible dans l'espace de combustion se fera vers l'amont de cet espace, si bien que l'effet du mouvement rotatif de l'air sera com- pensé. L'invention est illustrée par un moteur où le bec est excentrique par rapport à la chambre de combustion, par le fait qu'il est déplacé dans la direction d'où vient l'air en mouvement rapide. Le bec est déplacé, par rapport à la chambre de combustion, vers le côté admission du cylindre.
L'invention est illustrée, plus ou moins schématiquement, par le dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une section schématique d'un moteur Diesel ordinaire, le piston étant approximativement à la fin de la course- d'échap- pement ; la figure montre également la trajectoire de l'air de balayage; la figure 2 est un détail d'une section analogue, mon- trant schématiquement la trajectoire de l'air lorsque le piston se trouve dans une position intermédiaire, et la figure 3 est un détail analogue à celui de la figure 2, montrant la trajectoire de l'air au moment ou au voisinage du moment de l'injection du combustible.
Les autres parties du moteur, que ne vise pas la présente invention, ne sont pas illustrées.
Dans la description et au dessin, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
1 est la chemise du cylindre, 2 est le corps de cylindre, 3 est la tête du cylindre, 4 est le bec d'injection, 5 est le piston, 6 dé- signe les orifices d'admission ou de balayage, 7 désigne les orifices d'échappement, 8 est le collecteur d'air de balayage et 9 est le collec- teur d'échappement.
Les flèches des figures 1, 2 et 3 indiquent l'écoulement de
<Desc/Clms Page number 3>
l'air de balayage. On remarquera à la figure 1 que l'air de balayage mon- te par les orifices de balayage, se dirige vers la tête du cylindre, le long de la boucle 10, et vers l'extérieur, par les,orifices d'échappement.
Ce mouvement de l'air se fait à une vitesse très élevée, et, lorsque le piston 5 se déplace vers le haut, comme le montre la figure 2, fermant les orifices d'admission et d'échappement, l'inertie de l'air fait que l'air tourne autour d'un axe généralement perpendiculaire au plan du des- sin, le long d'une trajectoire circulaire indiquée en 11. Lorsque le piston approche du point mort supérieur, comme il est montré à la fi- gure 3., l'air étant comprimé, la longueur de cette trajectoire diminue comme il est indiqué en 12, mais ce mouvement rotatif de l'air contenu dans l'espace de combustion persiste toujours.
Auparavant, les becs d'injection ont été placés en beau- coup de points différents de la tête et de la paroi latérale du cylin- dre et ce, pour de nombreuses raisons différentes. Il est ici proposé de placer le bec d'injection par rapport à la chambre de combustion et par rapport aux positions relatives des orifices d'admission et d'échap- pement, de manière que le mouvement rotatif de l'air dans la chambre de combustion contribue à la distribution convenable du combustible dans la chambre.
REVENDICATIONS.
--------------
1. Moteur à injection de combustible, par exemple du type à allumage par compression et à balaya.ge en boucle, comportant un cylin- dre, une tête de cylindre et un piston, des orifices d'admission et d'échappement, voisins de la fin de la course inférieure du piston, agen- cés de manière à être ouverts et fermés par le mouvement du piston, un bec d'injection situé dans la tête du cylindre et une chambre de combus- tion délimitée respectivement en haut et en bas p'ar la tête du cylindre et le piston et latéralement par la paroi du cylindre, le bec d'injection étant écarté radialement depuis le centre dans la direction de l'orifice d'admission.
2. Moteur à injection selon la revendication 1, où lesdits orifices d'admission et d'échappement sont dirigés vers le haut, en di- rection de la tête du cylindre.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS RELATING TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
The invention relates to improvements made to internal combustion engines and one of its objects is to ensure a more uniform distribution of the fuel injected into the combustion space of a diesel engine or of another fuel injection engine.
Another object of the invention is to provide a distribution of the liquid fuel injected into the combustion space in accordance with the movement or the turbulent flow of the gas contained therein, so as to ensure its optimum distribution in the combustion space. the gas and its mixture therewith so that each fuel particle tends to be associated with the amount of air necessary to support combustion.
The invention relates firstly to a motor in which the loop scanning system is applied, that is to say a motor of which the ori-. Fixed intake and exhaust are disposed on opposite sides of the cylinder, at a point near the lower limit of the piston stroke which away from the cylinder head, and where the injection bes is housed in the cylinder head.
In a loop scavenging motor, the piston discovers, towards the end of the driving stroke, the exhaust port (s) and the intake or scavenging port (s). At this point, the purging air gushes out, under the purging pressure, through the purging orifice, while the exhaust gases spurt outwardly through the exhaust openings.
Under these circumstances, the purging air tends to flow upward, away from the piston, towards the cylinder head, at a high speed, following the exhaust gases in a loop path extending from the intake port, upward along the intake side of the cylinder, transverse to the cylinder head, and downward to the exhaust port, along the exhaust side of the cylinder.
<Desc / Clms Page number 2>
As the piston moves upward, closing both the exhaust ports and the intake * them, the movement of gas or air continues through the inertia of the rapidly moving gas and the rotation of the gas. The air in the cylinder generally takes place around an axis perpendicular to the longitudinal axis of the piston. This rotation continues until the end of the compression stroke, while the movement of the piston towards the cylinder head decreases the uncovered surface of the cylinder until the free space reaches the minimum. at or near the moment when fuel is injected into the combustion space enclosed between the piston head and the cylinder.
Under these conditions, the gases passing rapidly past the injection nozzle, as they flow along the cylinder head, tend to reject the atomized fuel towards the exhaust side of the combustion space. While, under these conditions, the rotating mass of air moves in the opposite direction in the immediate vicinity of the piston head, it is the gas moving in the vicinity of the cylinder head and in the vicinity of the nozzle. injection which produces this displacement effect on the atomized fuel coming from the nozzle.
If the air in the combustion space was at rest and the atomized fuel from the injection nozzle dispersed more or less symmetrically around the nozzle, as it should be, the nozzle should be in the center of the space. combustion to produce the best and most even distribution of the fuel contained therein. The rotating gas tends to move the atomized fuel laterally; It follows that in order to obtain the desired uniform distribution of liquid fuel in the combustion space, the nozzle must be moved in a direction opposite to that of the gas flow in the vicinity of the nozzle. This can be achieved by moving the nozzle in a direction opposite to that of air movement or by moving the combustion space in the direction of air flow.
In both cases, the result will be that the injection of fuel into the combustion space will be upstream of this space, so that the effect of the rotary movement of the air will be compensated. The invention is illustrated by an engine where the nozzle is eccentric with respect to the combustion chamber, by the fact that it is moved in the direction from which the rapidly moving air comes. The nozzle is moved, relative to the combustion chamber, towards the intake side of the cylinder.
The invention is illustrated, more or less schematically, by the accompanying drawing, in which: Figure 1 is a schematic section of an ordinary diesel engine, the piston being approximately at the end of the exhaust stroke; the figure also shows the path of the scavenging air; Figure 2 is a detail of a similar section, showing schematically the path of the air when the piston is in an intermediate position, and Figure 3 is a detail similar to that of Figure 2, showing the path air at or near the time of fuel injection.
The other parts of the engine, which is not the object of the present invention, are not illustrated.
In the description and in the drawing, the corresponding elements are designated by the same reference numerals.
1 is the cylinder liner, 2 is the cylinder body, 3 is the cylinder head, 4 is the injection nozzle, 5 is the piston, 6 denotes the inlet or sweep ports, 7 denotes the exhaust ports, 8 is the purge air manifold and 9 is the exhaust manifold.
The arrows in Figures 1, 2 and 3 indicate the flow of
<Desc / Clms Page number 3>
sweeping air. It will be noted in FIG. 1 that the purging air rises through the purging ports, flows towards the cylinder head, along the loop 10, and outwards, via the exhaust ports.
This movement of air takes place at a very high speed, and, when the piston 5 moves upward, as shown in Figure 2, closing the intake and exhaust ports, the inertia of the air causes the air to rotate around an axis generally perpendicular to the plane of the drawing, along a circular path indicated at 11. As the piston approaches top dead center, as shown in figure 3., the air being compressed, the length of this path decreases as indicated at 12, but this rotary movement of the air contained in the combustion space still persists.
Previously, the injection nozzles were placed at many different points on the cylinder head and side wall for many different reasons. It is proposed here to place the injection nozzle with respect to the combustion chamber and with respect to the relative positions of the intake and exhaust ports, so that the rotary movement of the air in the combustion chamber. combustion contributes to the proper distribution of fuel in the chamber.
CLAIMS.
--------------
1. Fuel injection engine, for example of the compression ignition and loop brush type, comprising a cylinder, cylinder head and piston, intake and exhaust ports adjacent to each other. the end of the lower stroke of the piston, arranged so as to be opened and closed by the movement of the piston, an injection nozzle located in the head of the cylinder and a combustion chamber delimited respectively at the top and at the bottom by the cylinder head and the piston and laterally by the cylinder wall, the injection nozzle being spaced radially from the center in the direction of the inlet port.
2. An injection engine according to claim 1, wherein said intake and exhaust ports are directed upwards, in the direction of the cylinder head.