<Desc/Clms Page number 1>
MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A DEUX TEMPS ET A PISTONS OPPOSES.
La présente invention a pour objet des moteurs à combustion in- terne du cycle à deux temps et du type à pistons opposés dont l'un est relié à une manivelle principale du vilebrequin au mgyen d'un mécanisme à bielle avec ou sans tige de piston et crossetandis que l'autre piston ou ensemble des pistons est relié à deux manivelles ou excentriques placés de l'un et 1' autre côté de la manivelle principale et dirigés en sens opposé à celle-ci, le dit raccord étant obtenu au moyen de barres d'excentriques ou bielles et de tirants disposés dans la direction axiale du cylindre.
La caractéristique de l'invention se retrouve premièrement et a- vant tout dans le fait que les dites barres d'excentriques ou bielles sont guidées par une paire de bras disposés sur le bâti de la machine transversa- lement par rapport à l'axe du vilebrequin, ceux-ci pouvant pivoter autour d'un axe parallèle à l'axe du vilebrequin.
Par cette disposition du mécanisme de transmission des manivel- les ou excentriques latéraux on obtient une série d'avantages constructifs et opératoires.
Ainsi,les crosses et guides utilisés jusqu'à présent pour le guidage rectiligne des extrémités des bielles ou des barres d'excentriques des manivelles latérales ou excentriques sont éliminés ce qui simplifie et rend plus économique la construction et l'entretien de la machine.
En outre, le très désirable décalage de phase entre les pistons opposés peut être obtenu en disposant les dites barres excentriques ou de connexion obliquement par rapport à la direction du point mort du coude prin- cipal tandis qu' on maintient un décalage de 180 exactement entre la manivel- le principale et les manivelles excentriques ou latérales.
L'action des tirants sur le piston ou ensemble de pistons corres- pondant peut cependant être exactement axiale et centrée lorsque les tirants
<Desc/Clms Page number 2>
sont guidés de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement dans des gui- des-manchons du bâti de la machine et reliées aux dits bras au moyen d'arti- culations.
L'invention permet aussi d'utiliser le mécanisme de transmission du piston ou ensemble de pistons relié aux manivelles ou excentriques laté- raux dans le but de faire varier la phase de'décalage mutuel entre les pis- tons par le déplacement parallèle, selon l'invention, dans le bâti de la ma- chine de l'axe de pivotement des dits bras de manière qu'on puisse effectuer ainsi un déplacement angulaire des barres excentriques ou bielles par rapport à la direction du point mort du coude principal. Ceci peut être spécialement utilisé pour la marche arrière de la machine.
Le dessin annexé illustre l'invention par un exemple.
La figure I représente partiellement en diagramme une coupe ver- ticale à travers un moteur à combustion interne à deux temps et à simple ef- fet, et à deux pistons opposés, de manière à montrer le mécanisme de trans- mission du piston principal.
La figure 2 représente une coupe correspondante disposée de ma- nière à montrer une moitié du mécanisme de transmission du piston opposé et la
Figure 3 représente de la même manière un mode d'exécution modi- fié du dit mécanisme de transmission.
Le moteur représenté qui est supposé se composer d'un certain nombre au choix de cylindres uniformes travaillant sur un vilebrequin com- mun, comprend un bâti I dans lequel est suspendu de manière appropriée non représentée pour chaque unité de cylindre, un cylindre 2 qui a substantiel- lement la forme d'un tube cylindrique ouvert aux deux extrémités et qui est muni dans le voisinage de son extrémité inférieure d'une rangée périphérique de lumières de balayage 3 et à proximité de son extrémité supérieure d'une rangée similaire de lumières d'échappement 4.
Les lumières de balayage sont contrôlées, de manière habituelle, par le piston principal 5 dont le mécanisme de transmission comprend une ti- ge de piston 7, une crosse 8, un guide 9, une bielle 10 et une manivelle 11 sur le vilebrequin, l'axe de celui-ci étant désigné par 12.
Le centre de la manivelle 11 décrit un cercle 22 indiqué par un trait interrompu et pointillé en Figure I, le sens de rotation étant dé- signé par une flèche.
Les lumières d'échappement sont de même et habituelle manière contrôlées par un tiroir d'échappement 6 ayant la forme d'un piston de même diamètre que le piston principal et travaillant en contrephase avec celui- ci.
Le tiroir d'échappement 6 est monté sur une traverse 13 qui par l'intermédiaire de quatre tirants 14 dont seulement deux sont visibles au dessin, est reliée à une paire d'étriers 15 placés de chaque côté de la biel- le principale 10 et transversalement à la direction axiale du vilebrequin.
Les tirants 14 sont guidés selon urmouvement alternatif dans des guides-man- chons, non représentés, du bâti fixe du moteur.
Comme il est en outre représenté en figure 2, chacun des étriers 15 est relié au moyen d'une barre articulée 16 à l'extrémité libre d'un bras 17 qui est monté transversalement par rapport à la direction axiale du vile- brequin et qui tourne autour d'un pivot ou arbre 18, parallèle au vilebre- quin. Le dit pivot ou arbre 18 est supporté à son tour par des bras verticaux 23 qui pivotent autour d'un arbre 24 et sont fixés dans la position représen- tée en figure 2 pendant le travail, dans le sens de rotation indiqué, au moy- en de dispositifs d'ajustage appropriés non représentés.
A l'extrémité libre du bras 17 on raccorde en outre l'extrémité libre d'une bielle 19 appartenant à une manivelle latérale 20 montée sur le
<Desc/Clms Page number 3>
vilebrequin, directement à côté de la manivelle principale et dirigée exac- tement en sens opposé à celle-ci. Le tiroir-piston d'échappement 6 sera ain- si guidé suivant un mouvement alternatif qui est presqu'en contre phase avec le mouvement du piston principal mais cependant'avec une avance détermi- née par l'angle que la ligne de raccord entre l'axe du vilebrequin et les extrémités du chemin du point de jonction de-la bielle 19 avec le bras 17 forme avec la direction du point mort de la manivelle principale.
Le moteur peut cependant comme représenté en figure 3 être exé- cuté aussi avec un mécanisme de transmission à excentrique pour le tiroir- piston d'échappement 6, une bielle excentrée 29 étant reliée au point de jonction de l'articulation 16 et du bras 17 et dont la boucle renferme un disque excentrique 30 placé sur chaque côté de la manivelle principale. Le centre de ce disque excentrique décrit le cercle excentrique 21 et est sup- posé être décalé exactement de 180 par rapport à la manivelle principale
II (fig. I) de sorte que le tiroir-piston d'échappement gagnera une avance correspondant à l'inclinaison représentée de la bielle excentrique 29.
On se rendra compte que cette avance angulaire peut dans les deux formes d'exécution être modifiée en changeant la position des bras 23.
Il est possible ainsi d'adapter l'avance angulaire aux conditions opératoi- res du moment pour le moteur si ceci est désirable, ou bien les bras 23 peu- vent avoir seulement deux positions différentes correspondant au travail dans l'un ou l'autre sens de rotation. Il'n'est pas nécessaire que l'avance angulaire pour marche arrière du moteur soit aussi grande que pour la mar- che avant étant donné qu'il n'est généralement pas nécessaire pour le moteur de travailler avec un rendement et une économie aussi élevés pendant la mar- che arrière que pendant la marche avant et en beaucoup de cas une marche arrière satisfaisante est obtenue si l'avance angulaire est ramenée à une très petite valeur négative.
Le déplacement parallèle de l'axe 18 servant à la modification de l'avance angulaire peut être effectué par des dispositifs mécaniques au choix. A titre d'exemple, l'axe 18 peut avoir la forme d'un arbre s'étendant sur toute la longueur de la machine et pouvant se déplacer parallèlement dans des guides appropriés au moyen de dispositifs mécaniques, hydrauliques pneumatiques ou électriques.
Dans les modes d'exécution représentés, l'articulation 16 et la bielle 19 (ou la barre excentrique 29) sont articulés au bras 17 au même point.
Rien ne s'oppose à attacher les deux pièces à des points diffé- rents du bras 17.
Les moteurs selon l'invention peuvent être exécutés comme mo- teurs à simple effet ainsi que dans les exemples décrits ou comme moteurs à double effet, lorsqu'on munit également de manière connue, l'extrémité in- férieure du cylindre d'un tiroir-piston d'échappement, celui-ci étant couplé avec le tiroir-piston supérieur au moyen des tirants de celui-ci de manière que les deux tiroirs-pistons se déplacent comme une unité ou un ensemble, en contrephase avec le piston principal qui contrôle l'admission de l'air de balayage aux chambres de travail supérieure et inférieure du cylindre lors- qu'il passe respectivement en-dessous et au-dessus des lumières de balayage, les dites lumières étant alors situées vers le milieu du cylindre. Il est également possible de permuter les lumières de balayage et d'échappement.
Dans la forme d'exécution à simple effet le moteur peut avoir un piston ayant la forme d'un piston à fourreau.
Les tirants au moyen desquels le piston opposé ou ensemble des pistons est relié au mécanisme de transmission peuvent être au nombre de deux ou plusieurs, de préférence au nombre de quatre qui dans les moteurs à dou- ble effet sont reliés par les extrémités inférieures avec une entretoise ou
<Desc/Clms Page number 4>
étrier commun sur lequel le piston de base est monté.
On doit supposer pour les formes d'exécution représentées que pour chaque cylindre le vilebrequin est muni d'une manivelle principale et immédiatement à côté de celui-ci d'une paire de manivelles latérales ou ex- centriques, dirigés en sens inverse.
Il est important que celles-ci soient décalées exactement de 180 par rapport à la manivelle principale en raison de l'équilibrage sta- tique et dynamique.
Ceci est rendu possible grâce à l'invention tandis qu'en même temps on réalise-ce qui est si important pour une marche économique - 1' avance du piston contrôlant les lumières d'échappement ainsi que la possi- bilité de faire varier cette avance dans le cas de marche arrière. L'inven- tion est spécialement destinée à être employée dans les grands moteurs po- lycylindriques fixes ou dans les machines marines.
REVENDICATIONS.
1. - Un moteur à combustion interne du cycle à deux temps à pistons opposés dont l'un est relié avec une manivelle principale du vile- brequin au moyen d'un mécanisme à bielle comprenant, si on le désire, une ti- ge de piston et une crosse, tandis que l'autre piston ou ensemble des pistons est relié à deux manivelles ou excentriques disposés de l'un et l'autre cô- té de la manivelle principale et en direction opposée à celle-ci, le raccord étant obtenu par l'intermédiaire de barres d'excentrique ou bielles des di- tes manivelles ou excentriques et de tirants disposés dans le sens axial du cylindre, caractérisé par le fait que les dites barres d'excentrique ou biel- les sont guidées au moyen d'une paire de bras logés dans le bâti de la machi- ne transversalement à l'axe du vilebrequin, les dits bras pouvant pivoter autour d'un axe parallèle au vilebrequin.
<Desc / Clms Page number 1>
TWO STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH OPPOSITE PISTONS.
The present invention relates to internal combustion engines of the two-stroke cycle and of the opposed piston type, one of which is connected to a main crank of the crankshaft to the mgyen of a connecting rod mechanism with or without a piston rod. and cross, while the other piston or set of pistons is connected to two cranks or eccentrics placed on one and the other side of the main crank and directed in the opposite direction thereto, said connection being obtained by means of eccentric bars or connecting rods and tie rods arranged in the axial direction of the cylinder.
The characteristic of the invention is found first and foremost in the fact that the said eccentric bars or connecting rods are guided by a pair of arms arranged on the frame of the machine transversely to the axis of the machine. crankshaft, these being able to pivot about an axis parallel to the axis of the crankshaft.
By this arrangement of the transmission mechanism of the cranks or lateral eccentrics a series of constructive and operational advantages are obtained.
Thus, the brackets and guides used until now for the rectilinear guiding of the ends of the connecting rods or of the eccentric bars of the lateral or eccentric cranks are eliminated, which simplifies and makes more economical the construction and maintenance of the machine.
Further, the very desirable phase shift between opposing pistons can be achieved by arranging said eccentric or connecting rods obliquely to the direction of the main elbow dead center while maintaining an offset of exactly 180 between. the main crank and the eccentric or side cranks.
The action of the tie rods on the corresponding piston or piston assembly can, however, be exactly axial and centered when the tie rods
<Desc / Clms Page number 2>
are guided so as to be able to move longitudinally in the sleeve guides of the frame of the machine and connected to said arms by means of joints.
The invention also makes it possible to use the transmission mechanism of the piston or set of pistons connected to the cranks or lateral eccentrics for the purpose of varying the phase of mutual shifting between the pistons by the parallel displacement, according to l The invention, in the frame of the machine of the pivot axis of said arms so that an angular displacement of the eccentric bars or connecting rods can be effected with respect to the direction of the dead center of the main elbow. This can be specially used for reversing the machine.
The accompanying drawing illustrates the invention by example.
Figure I is a partially diagrammatic vertical section through a two-stroke, single-acting internal combustion engine with two opposed pistons, so as to show the main piston transmission mechanism.
Figure 2 is a corresponding sectional view arranged to show one half of the transmission mechanism of the opposite piston and the
FIG. 3 likewise represents a modified embodiment of said transmission mechanism.
The engine shown, which is assumed to consist of a choice of a number of uniform cylinders working on a common crankshaft, comprises a frame I in which is suspended suitably not shown for each cylinder unit, a cylinder 2 which has substantially in the form of a cylindrical tube open at both ends and which is provided in the vicinity of its lower end with a peripheral row of scanning lights 3 and near its upper end with a similar row of scavenging lights. 'exhaust 4.
The scavenging ports are controlled, in the usual way, by the main piston 5, the transmission mechanism of which comprises a piston rod 7, a butt 8, a guide 9, a connecting rod 10 and a crank 11 on the crankshaft. 'axis thereof being designated by 12.
The center of the crank 11 describes a circle 22 indicated by a dotted and dotted line in Figure I, the direction of rotation being indicated by an arrow.
The exhaust ports are likewise and usually controlled by an exhaust spool 6 having the shape of a piston of the same diameter as the main piston and working in counterphase with the latter.
The exhaust spool 6 is mounted on a cross member 13 which by means of four tie rods 14 of which only two are visible in the drawing, is connected to a pair of brackets 15 placed on each side of the main connecting rod 10 and transversely to the axial direction of the crankshaft.
The tie rods 14 are guided according to an alternating movement in sleeve guides, not shown, of the fixed frame of the engine.
As is further shown in Figure 2, each of the calipers 15 is connected by means of an articulated bar 16 to the free end of an arm 17 which is mounted transversely with respect to the axial direction of the crankshaft and which rotates around a pivot or shaft 18, parallel to the crankshaft. Said pivot or shaft 18 is supported in turn by vertical arms 23 which pivot around a shaft 24 and are fixed in the position shown in Figure 2 during work, in the direction of rotation indicated, at the medium. in suitable adjustment devices not shown.
At the free end of the arm 17 is further connected the free end of a connecting rod 19 belonging to a lateral crank 20 mounted on the
<Desc / Clms Page number 3>
crankshaft, directly next to the main crank and directed exactly in the opposite direction to it. The exhaust piston spool 6 will thus be guided in a reciprocating motion which is almost in counter phase with the movement of the main piston but nevertheless with an advance determined by the angle that the connecting line between l 'axis of the crankshaft and the ends of the path of the junction point of the connecting rod 19 with the arm 17 form with the direction of the neutral point of the main crank.
However, as shown in FIG. 3, the engine can also be executed with an eccentric transmission mechanism for the exhaust piston spool 6, an eccentric connecting rod 29 being connected to the junction point of the articulation 16 and the arm 17. and the buckle of which contains an eccentric disk 30 placed on each side of the main crank. The center of this eccentric disc describes the eccentric circle 21 and is supposed to be offset exactly 180 from the main crank.
II (fig. I) so that the exhaust piston slide will gain an advance corresponding to the inclination shown of the eccentric connecting rod 29.
It will be appreciated that this angular advance can in both embodiments be modified by changing the position of the arms 23.
It is thus possible to adapt the angular advance to the current operating conditions for the motor if this is desirable, or the arms 23 can have only two different positions corresponding to the work in one or the other. sense of rotation. It is not necessary that the angular feed for reverse of the motor be as great as for the forward drive since it is generally not necessary for the motor to work with such efficiency and economy. higher during reverse than during forward travel and in many cases satisfactory reverse gear is obtained if the angular advance is reduced to a very small negative value.
The parallel displacement of the axis 18 serving for the modification of the angular advance can be carried out by mechanical devices of your choice. By way of example, the axis 18 may have the form of a shaft extending over the entire length of the machine and being able to move in parallel in suitable guides by means of mechanical, hydraulic, pneumatic or electrical devices.
In the embodiments shown, the articulation 16 and the connecting rod 19 (or the eccentric bar 29) are articulated to the arm 17 at the same point.
There is nothing to prevent attaching the two pieces to different points of the arm 17.
The motors according to the invention can be implemented as single-acting motors as in the examples described or as double-acting motors, when the lower end of the cylinder is also provided in a known manner. -exhaust piston, the latter being coupled with the upper piston slide by means of the tie rods thereof so that the two piston drawers move as a unit or a set, in counterphase with the main piston which controls the admission of the scavenging air to the upper and lower working chambers of the cylinder as it passes respectively below and above the scanning ports, said ports then being situated towards the middle of the cylinder. It is also possible to swap the sweep and escape lights.
In the single acting embodiment the motor may have a piston in the form of a sleeve piston.
The tie rods by means of which the opposite piston or set of pistons is connected to the transmission mechanism may be two or more, preferably four in number, which in double-acting engines are connected at the lower ends with a spacer or
<Desc / Clms Page number 4>
Common caliper on which the base piston is mounted.
It must be assumed for the embodiments shown that for each cylinder the crankshaft is provided with a main crank and immediately next to it with a pair of lateral or eccentric cranks, directed in the opposite direction.
It is important that these are offset by exactly 180 from the main crank due to the static and dynamic balancing.
This is made possible by the invention while at the same time realizing what is so important for economical operation - the advance of the piston controlling the exhaust ports as well as the possibility of varying this advance. in the case of reverse gear. The invention is especially intended for use in large stationary polycylindrical engines or in marine machinery.
CLAIMS.
1. - An internal combustion engine of the cycle with two opposed pistons, one of which is connected with a main crank of the crankshaft by means of a connecting rod mechanism comprising, if desired, a rod of piston and a butt, while the other piston or set of pistons is connected to two cranks or eccentrics disposed on one and the other side of the main crank and in the direction opposite to it, the connection being obtained by means of eccentric bars or connecting rods of the said cranks or eccentrics and of tie rods arranged in the axial direction of the cylinder, characterized in that the said eccentric bars or connecting rods are guided by means of a pair of arms housed in the frame of the machine transversely to the axis of the crankshaft, said arms being able to pivot about an axis parallel to the crankshaft.