CH104404A - Two-stroke internal combustion engine without valves. - Google Patents

Two-stroke internal combustion engine without valves.

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CH104404A
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description

  

  Moteur à combustion interne à     deux    temps sans soupapes.    La présente invention se rapporte à un  moteur à     combustion    interne à deux temps,  sans soupapes, sans organes     mobiles    de dis  tribution et sans compression dans le carter  et     @comportant    au     moins    un cylindre étagé  dans lequel se meut un piston étagé.

   Suivant  l'invention -ce piston présente, outre le     d@éflec-          teur    usuel, un deuxième déflecteur, destiné à  conduire, vers la fin de la course de compres  sion du piston, le mélange explosif comprimé  dans l'étage inférieur du cylindre, dans un  canal où il est     enfermé    sous pression jusqu'à  ce que le piston soit arrivé à la fin de la  course d'aspiration et donne libre passage au  mélange pour entrer     dans    l'étage supérieur  du cylindre.  



  Dans le dessin annexé, on a représenté, à  titre ,d'exemple, une forme d'exécution de  l'objet de, l'invention.  



  La     fig.    1 est une coupe verticale trans  versale;  La     fig.    2 est en partie une coupe verticale  longitudinale et en partie une vue de côté du  moteur,     quelques    organes étant supprimés;  La fi-. 3 est une coupe suivant la ligne       III-III    de la     fig.    1, et    La     fig.    4, une coupe suivant la ligne       IV-IV    de cette figure.  



  Le moteur dessiné .comporte quatre cylin  dres étagés 1, 2, 3, 4 dont les axes se trouvent  en un même plan, et dont chacun comporte  deux corps de     cylindre    5 et 6. Le corps 6,  dont le diamètre est plus     grand    que celui du       corps    5, sert     jà    l'aspiration et à la compres  sion du mélange explosif, le     corps    de cylin  dre 5 qui se trouve au-dessus du corps 6,     sert     ,de !cylindre moteur. Dans chacun     desdits     cylindres se meut un piston étagé 7; comme  le montre le dessin     (fig.    1 et 2) la hauteur  de l'étage inférieur des pistons est beaucoup  plus petite que celle de l'étage supérieur.

         Cette    conformation des pistons a pour but de  réduire leur masse inerte. Chaque piston est  muni à sa. partie supérieure d'une échancrure  8 .agissant, lorsque le moteur fonctionne,  comme déflecteur qui dirige le mélange ex  plosif frais entrant dans le     cylindre    moteur  vers la culasse du corps de celui-ci. Dans la  partie inférieure de l'étage supérieur chaque  piston est     pourvu    d'un deuxième déflecteur 9.  



  Les     pistons    sont reliés de la manière  usuelle à une     manivelle    10     resp.    11, 12, 13      de l'arbre 14 du moteur disposé d'ans le car  ter 15. Les manivelles correspondant aux  cylindres 1 et 4 sont calées sur l'arbre 14<B>à</B>  180   par     rapport    aux manivelles     corres-pon-          da.nt    aux cylindres 2 et 3, de manière que       les    pistons 5 des cylindres 1 et -1 se     trouvent     au point mort supérieur, lorsque les pistons       des    cylindres 2 et 3 se trouvent au point mort  inférieur et vice-versa..

   Chaque cylindre     coin-          porte        chais    le corps 6 une série d'orifices  d'entrée 16 pour le     mélange    explosif et en       regard    de ceux-ci des orifices 17 pour l'ad  mission d'air additionnel.

   Dans les corps de  cylindre 5 sont pratiqués les     orifices    d'échap  pement 1.8 et des orifices 19 pour le     passage     du     mélange        eom:primé.    Dans sa partie supé  rieure chaque corps de cylindre 5 est muni       (l'une    ouverture 20 dans laquelle est vissée  la     bougie    d'allumage     noie    représentée clans  le dessin.  



  Le     mélange    explosif est amené du car  burateur aux cylindres par un -coude 21     ;c     deux anaux 22, 23 séparés., Le coude est  rapporté sur une pièce     \?1    fixée au bloc com  prenant les cylindres et s'étendant sur toute  la longueur du dit bloc.

   Dans cette pièce  sont creusés deux canaux 25 et 26     séparés    et       superposés        (fig.    1 et 2), dont l'un, 26, com  munique, .d'une part, avec le canal 2Ô du  coude 21, et, d'autre part, avec les orifices  16 des cylindres 2 et 3, tandis que l'autre,  25,     communique,    d'une part, avec le     canal    22  du :coude et, d'autre part, avec les orifices 1.6  des cylindres 1 et 4.

   Une pièce 27 en forme  de coin, disposée en regard de     l'embouchure     du canal 23     et    venue de fonte avec les cy  lindres 2 et 3 est destinée à diviser le cou  rant     gazeux    arrivant du canal 23 en     deux     parties sensiblement égales et à distribuer  de     cette    manière le mélange     gazeux    aussi  uniformément que possible sur les deux cy  lindres 2 et 3.

   Une pièce semblable 28, fixée  dans le canal 25 en regard de l'embouchure  du     :canal    22 est prévue dans le môme but en  ce qui     concernci    le     -Courant    gazeux entrant       datas    le     canal    25.  



  Au côté du bloc, comprenant les cylin  dres, opposé à celui qui porte la. pièce 24 sont    fixés deux dispositifs, pour amener de l'air       additionnel    aux cylindres. Ces dispositifs  sont établis de manière connue; ils compor  tent     eha,cun    un     corps    prismatique 29 et un  cylindre     3Ï1,    dont le premier est fixe. tandis  que le deuxième peut se déplacer     axialement     clans le premier.

   Le corps 29 et le cylindre  30 de chaque     di.positif    sont     munis    d'ouver  tures     d'entrée    31 et de fentes de sortie     32-1     par ces dernières et les orifices 1.7     l'air    addi  tionnel s'introduit     dans    les cylindres du     rno-          ieur,    si les     cylindre;

          30    ont été déplacés, à un  certain     régime    du     inotf@ur,        de    manière due les  fentes 3?<B>il(-</B>     eliaque        dispositif    commencent à       coïncider.    Les     cylindres        31)    ..ont accouplés     er.          tre    eux et sont     actionnés    ensemble par le le  vier du .carburateur de la manière usuelle.  



  Au-dessus (les dispositifs pour l'admis  sion d'air additionnel se trouve un bloc     34          s'étendant    sur toute la longueur du bloc com  prenant les cylindres du moteur.     Dan,    le  bloc     31.    est creusé un canal horizontal     35     dans lequel     débout-hent    tous     les    orifices 19  des corps de     :cylindre    5.

   Le corps 29 et le bloc       34    sont fixés sur le bloc     comprenant    les cy  lindres au moyen d'étriers 40 qui s'appli  quent contre des bossages 41 prévus au corps  29     resp.    au bloc     34    et y sont maintenus par  des boulons 42.     Chaque    cylindre de moteur  comporte une chemise d'eau     44    excentrique,  disposée de manière à laisser libre le côté       diamétralement    opposé aux orifices d'échap  pement 18 du cylindre.

   Par conséquent, le  côté d'échappement des     evlindres,    exposé à  des échauffements plus intenses que le côté  opposé, ce qui peut produire des dilatations  nuisibles, subit un refroidissement qui com  pense l'excès de chaleur qui lui est transmis.  



  Le fonctionnement du moteur décrit est  le suivant:       Supposons    que les pistons     des        différents     cylindres se     trouvent    dans les     positions    indi  quées à la.     fig.    2: clans ce cas les pistons des  cylindres 1. et 4 sont au point mort haut et  ceux des     cylindres    ? et 3 au point mort bas.  Nous considérons d'abord les cylindres 1 et 4.  dans lesquels se produit l'explosion du mé  lange comprimé,     Par    suite de la descente des      pistons correspondants, il se forme dans cha  que cylindre une chambre à vide annulaire  entre l'étage supérieur du piston et le corps  de cylindre 6.

   En se rapprochant du point  mort bas, les deux pistons découvrent d'abord  les orifices d'échappement 18 et ensuite les  orifices 19, de sorte que du mélange com  primé qui a été refoulé préalablement dans  le canal 35 est admis dans les cylindres 1 et  -1. Le courant de gaz comprimé heurte dans  chaque cylindre contre le déflecteur 8 du pis  ton     correspondant    qui le dirige vers la cu  lasse du corps de     .cylindre    5. En     même    temps  les deux pistons viennent dans la partie in  férieure de leurs cylindres découvrir les ori  fices d'entrée 16 pour le     mélange    explosif,  qui est aspiré dans les chambres à vide.

   A  partir d'un     certain    régime du moteur, de l'air  additionnel entre aussi dans les chambres à  vide. L'aspiration du mélange explosif se fait  dans le cas envisagé à travers les canaux 22  et 25. Une aspiration de gaz en quantité sen  sible à travers les canaux<B>23</B> et 26 ne peut  pas s'effectuer, vu qu'au moment où les pis  tons .des cylindres 1 et 4 se trouvent au point  mort bas, les pistons des deux autres cylin  dres sont au point mort haut et que, par con  séquent, il n'y a     p-as    du vide dans ces der  niers cylindres.  



  Lorsque la charge est complète dans les  cylindres 1 et 4, les pistons correspondants en  remontant ferment en passant les orifices 16  et 17 et compriment alors légèrement le mé  lange     as@p.iré    jusqu'à ce qu'ils découvrent les  lumières 19. Dans ce moment le mélange  comprimé est     refoulé    de chaque cylindre à  travers lesdites lumières dans le canal 35. En  même temps les pistons des cylindres 2, 3  qui ont donné     préalablement    libre passage  aux gaz d'échappement par les orifices 18,  découvrent les orifices 19 .de leurs     cylindras     de façon à laisser entrer dans ceux-ci le mé  lange     comprimé,d:ans    les cylindres 1 et 4.

   En  remontant les pistons des cylindres 1 et 4 ont  comprimé la charge aspirée. Avant que les  pistons soient .arrivés au point mort haut,  l'explosion se fait, les pistous redescendent et  les opérations     décrites    recommencent. On    comprend que le fonctionnement des pistons  des cylindres 2 et 3 est tout à fait analogue  à celui qui vient d'être décrit.  



  Au lieu de .quatre cylindres, le moteur en  pourrait comprendre aussi bien un ou .deux  ou plus que quatre. Dans un moteur à six  cylindres par exemple, les manivelles de l'ar  bre moteur peuvent être calées deux à deux  à 120   de manière     -que    pour chaque tour  soient produites trois fois deux explosions  simultanées. Un tel moteur à six cylindres  pourrait aussi être construit clé     manière    à pro  duire six explosions     successives    par tour. Las       cylindres    des moteurs     multicylindriques    peu  vent être placés en     -ligne    ou en     V,    ou rayon  nant.  



  Le moteur monocylindrique     ,est        toustruit    de  manière -que les gaz comprimés dans le corps  de, cylindre inférieur entrent d'abord dans le  canal et qu'ils sont     introduits    par le même  passage dans le corps de cylindre     supérieur     au moment où le piston arrive de nouveau au  .point     mort    bas..  



  Dans un moteur stationnaire à régime dé  terminé, les pistons sont     modifiés    en ce sens  que .leur étage inférieur est prolongé pour  tenir fermés les orifices d'admission dans le  corps de     cylindre    inférieur, tant que les pis  tons ne se trouvent pas au point mort bas.



  Two-stroke internal combustion engine without valves. The present invention relates to a two-stroke internal combustion engine, without valves, without moving distribution members and without compression in the crankcase and @comportant at least one stepped cylinder in which a stepped piston moves.

   According to the invention - this piston has, in addition to the usual deflector, a second deflector, intended to lead, towards the end of the compression stroke of the piston, the explosive mixture compressed in the lower stage of the cylinder, in a channel where it is enclosed under pressure until the piston has reached the end of the suction stroke and gives free passage to the mixture to enter the upper stage of the cylinder.



  In the accompanying drawing, there is shown, by way of example, an embodiment of the object of the invention.



  Fig. 1 is a transverse vertical section; Fig. 2 is partly a longitudinal vertical section and partly a side view of the engine, some parts being omitted; The fi-. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 1, and FIG. 4, a section along line IV-IV of this figure.



  The engine drawn. Comprises four stepped cylinders 1, 2, 3, 4, the axes of which are in the same plane, and each of which has two cylinder bodies 5 and 6. The body 6, whose diameter is greater than that of the body 5, is used for the aspiration and the compression of the explosive mixture, the cylinder body 5 which is located above the body 6, serves as the engine cylinder. In each of said cylinders moves a stepped piston 7; as shown in the drawing (fig. 1 and 2) the height of the lower stage of the pistons is much smaller than that of the upper stage.

         The purpose of this conformation of the pistons is to reduce their inert mass. Each piston is provided with its. upper part of a notch 8 .acting, when the engine is running, as a deflector which directs the fresh explosive mixture entering the engine cylinder towards the cylinder head of the body thereof. In the lower part of the upper stage each piston is provided with a second deflector 9.



  The pistons are connected in the usual way to a crank 10 resp. 11, 12, 13 of the shaft 14 of the engine arranged in the casing 15. The cranks corresponding to cylinders 1 and 4 are wedged on the shaft 14 <B> to </B> 180 relative to the corresponding cranks -pon- da.nt to cylinders 2 and 3, so that the pistons 5 of cylinders 1 and -1 are at upper dead center, when the pistons of cylinders 2 and 3 are at lower dead center and vice versa. .

   Each corner cylinder carries the body 6 with a series of inlet orifices 16 for the explosive mixture and, opposite these, orifices 17 for the admission of additional air.

   In the cylinder bodies 5, the exhaust ports 1.8 and ports 19 are made for the passage of the award-winning mixture. In its upper part each cylinder body 5 is provided (the one opening 20 into which the flooded spark plug is screwed, shown in the drawing.



  The explosive mixture is brought from the carburettor to the cylinders by an elbow 21; two separate anals 22, 23., The elbow is attached to a part \? 1 fixed to the block comprising the cylinders and extending over the entire length of said block.

   In this part are hollowed out two channels 25 and 26 separated and superimposed (fig. 1 and 2), one of which, 26, communicates, on the one hand, with the channel 2Ô of the elbow 21, and, on the other on the one hand, with the orifices 16 of cylinders 2 and 3, while the other, 25, communicates, on the one hand, with the channel 22 of the: elbow and, on the other hand, with the orifices 1.6 of cylinders 1 and 4 .

   A wedge-shaped piece 27, arranged opposite the mouth of the channel 23 and made of cast iron with the cylinders 2 and 3 is intended to divide the gas stream arriving from the channel 23 into two substantially equal parts and to distribute this way the gas mixture as uniformly as possible on the two cylinders 2 and 3.

   A similar part 28, fixed in the channel 25 opposite the mouth of the: channel 22 is provided for the same purpose with regard to the incoming gas current through the channel 25.



  To the side of the block, including the cylinders, opposite to that which carries the. part 24 are fixed two devices, to bring additional air to the cylinders. These devices are established in a known manner; they comprise eha, cun a prismatic body 29 and a cylinder 3Ï1, the first of which is fixed. while the second can move axially in the first.

   The body 29 and the cylinder 30 of each device are provided with inlet openings 31 and outlet slots 32-1 through the latter and the orifices 1.7 the additional air is introduced into the cylinders of the rno - ieur, if the cylinder;

          30 have been moved, at a certain speed of the inotf @ ur, in a manner due the slots 3? <B> il (- </B> eliac device start to coincide. The cylinders 31) .. have coupled and. are them and are actuated together by the lever of the .carburetor in the usual manner.



  Above (the devices for the additional air intake is a block 34 extending over the entire length of the block comprising the cylinders of the engine. Dan, the block 31. is hollowed out a horizontal channel 35 in which unblock all the orifices 19 of the bodies of: cylinder 5.

   The body 29 and the block 34 are fixed to the block comprising the cylinders by means of stirrups 40 which apply against bosses 41 provided in the body 29 resp. to block 34 and are held there by bolts 42. Each engine cylinder has an eccentric water jacket 44, arranged so as to leave free the side diametrically opposite to the exhaust ports 18 of the cylinder.

   Consequently, the exhaust side of the cylinders, exposed to more intense heating than the opposite side, which can produce harmful expansions, undergoes a cooling which compensates for the excess heat transmitted to it.



  The operation of the engine described is as follows: Let us assume that the pistons of the various cylinders are in the positions indicated in. fig. 2: in this case the pistons of cylinders 1. and 4 are at top dead center and those of cylinders? and 3 at bottom dead center. We first consider cylinders 1 and 4. in which the explosion of the compressed mixture occurs. As a result of the descent of the corresponding pistons, an annular vacuum chamber is formed in each cylinder between the upper stage of the piston and cylinder body 6.

   Approaching the bottom dead center, the two pistons first uncover the exhaust ports 18 and then the ports 19, so that the compressed mixture which has previously been forced into the channel 35 is admitted into the cylinders 1 and -1. The stream of compressed gas strikes in each cylinder against the deflector 8 of the corresponding pis ton which directs it towards the cup of the cylinder body 5. At the same time the two pistons come into the lower part of their cylinders to discover the ori fices inlet 16 for the explosive mixture, which is sucked into the vacuum chambers.

   From a certain engine speed, additional air also enters the vacuum chambers. The aspiration of the explosive mixture is carried out in the case envisaged through the channels 22 and 25. An aspiration of gas in a sensible quantity through the channels <B> 23 </B> and 26 cannot be carried out, considering that when the pis tons. of cylinders 1 and 4 are at bottom dead center, the pistons of the other two cylinders are at top dead center and that, consequently, there is no vacuum in these last cylinders.



  When the charge is complete in cylinders 1 and 4, the corresponding pistons when going up close by passing the ports 16 and 17 and then slightly compress the as@p.iré mixture until they uncover the ports 19. In This moment the compressed mixture is delivered from each cylinder through said openings in the channel 35. At the same time the pistons of the cylinders 2, 3 which have previously given free passage to the exhaust gases through the orifices 18, uncover the orifices 19. of their cylinders so as to let the compressed mixture enter them, in cylinders 1 and 4.

   By raising the pistons of cylinders 1 and 4 compressed the sucked charge. Before the pistons are at top dead center, the explosion takes place, the pistons come back down and the operations described begin again. It will be understood that the operation of the pistons of cylinders 2 and 3 is quite similar to that which has just been described.



  Instead of four cylinders, the engine could include one or two or more than four. In a six-cylinder engine, for example, the cranks of the motor shaft can be set two to two at 120 so that for each revolution are produced three times two simultaneous explosions. Such a six-cylinder engine could also be key-constructed to produce six successive explosions per revolution. The cylinders of multi-cylinder engines can be placed in -line or in V, or radius.



  The single-cylinder engine is all constructed so that the gases compressed in the lower cylinder body first enter the channel and are introduced through the same passage into the upper cylinder body when the piston arrives from again at the bottom dead center.



  In a stationary engine at a fixed speed, the pistons are modified in that their lower stage is extended to keep the intake ports in the lower cylinder body closed, as long as the pistons are not in neutral. low.

 

Claims (1)

REVENDICATION Moteur à combustion interne à. deux temps sans soupapes, sans organes mobiles ,de distribution et sans compression dans le carter, comportant au moins un cylindre étagé dans lequel se meut un piston étagé, .carac- t6ris6 en ce que ce piston préente, outre le déflecteur usuel, un deuxième cïflecteur, des tiné à conduire, vers la fin de la course de ,compression du piston, le mélange explosif comprimé dans l'étage inférieur du cylindre, CLAIM Internal combustion engine at. two-stroke without valves, without moving parts, distribution and without compression in the crankcase, comprising at least one stepped cylinder in which moves a stepped piston, characteris6 in that this piston has, in addition to the usual deflector, a second reflector, tines to lead, towards the end of the piston compression stroke, the explosive mixture compressed in the lower stage of the cylinder, dans un canal où il est enfermé sous pression jusqu'à ce que le piston soit arrivé à la fin -de .la course d'aspiration et donne libre pas sage au mélange pour entrer dans l'étage su périeur du cylindre. SOUS-REVENDICATIONS *. 1 Moteur suivant la revendication, carac- térisé en ce que le canal et des orifices ,le communication entre ce canal et le cylin dre sont disposés vis-à-vis du côté d'échap pement du cylindre. in a channel where it is enclosed under pressure until the piston has reached the end of the suction stroke and gives free passage to the mixture to enter the upper stage of the cylinder. SUB-CLAIMS *. 1 Engine according to claim, charac- terized in that the channel and orifices, the communication between this channel and the cylinder dre are disposed vis-à-vis the exhaust side of the cylinder. Moteur suivant la revendication, compor tant plusieurs cylindres et dans lequel les cylindres sont accouplés deux à deux de manière que dans chaque paire de cylin dre; .accouplés l'explosion se produise simul- tanément, caractérisé par des moyens pour amener séparément le mélange explosif ve nant du carburateur à un système de canaux séparé, dont chacun sert à alimenter une des paires de cylindres accouplés, Engine according to claim, comprising several cylinders and in which the cylinders are coupled two by two so that in each pair of cylinders; . Coupled, the explosion occurs simultaneously, characterized by means for separately supplying the explosive mixture coming from the carburetor to a separate channel system, each of which serves to feed one of the pairs of coupled cylinders, et dans chacun desquels est fixée une pièce destinée à distribuer le courant de gaz en parties égales sur les deux cylindres accouplés communiquant avec le, canal correspondant. 3 Moteur suivant la revendication, caractérisé en ce que le cylindre est pourvue d'une chemise d'eau disposée excentriquement par rapport au cylindre, de telle manière à. lais ser libre le côté du cylindre, qui est diamé tralement opposé au côté d'échappement. de celui-ci. and in each of which is fixed a part intended to distribute the gas stream in equal parts on the two coupled cylinders communicating with the corresponding channel. 3 Engine according to claim, characterized in that the cylinder is provided with a water jacket disposed eccentrically with respect to the cylinder, so as to. leave free the side of the cylinder, which is diametrically opposite to the exhaust side. of it.
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