Machine à combustion interne. La présente invention se rapporte aux moteurs Diesel, ou à d'autres moteurs à com bustion interne à injection d'un combustible liquide du type dans lequel le cylindre est en partie fermé à une extrémité par un pis ton fixe, sur lequel coulisse un cylindre piston.
Dans la machine suivant l'invention, le dit cylindre-piston forme deux chambres de combustion munies de tuyères d'injection de combustible et situées l'une à l'intérieur du cylindre-pistan entre le fond du piston et l'extrémité du piston fixe et l'autre dans le cylindre entre le fond du piston et un cou vercle de cylindre (à l'extrémité opposée au piston fixe).
De préférence un joint étanche au fluide, permettant le glissement, est prévu entre le piston fixe et la paroi interne du cylindre-piston, et il est formé de segments de piston disposés à la partie inférieure du piston fixe; le fond du piston peut également être pourvu de segments de piston usuels afin de foi-mer un joint étanche au fluide, relativement au cylindre fixe.
Le couvercle du fond du cylindre est de préférence logé dans la partie inférieure du cylindre et assu jetti en place à l'aide d'une bague fixée à la paroi externe du cylindre, un joint étanche au gaz pouvant être prévu formé de seg ments de piston disposés sur la. surface ex terne cylindrique du couvercle du cylindre.
Le piston-cylindre, le piston fixe et l'ex trémité du cylindre fixe et le couvercle sont avantageusement refroidis à l'aide d'une cir culation de liquide de refroidissement (d'or dinaire de l'eau ou de l'huile), dans la suite on admettra que le refroidissement est fait avec de l'eau; il peut également être prévu un refroidissement efficace du piston mobile.
La paroi du piston-cylindre peut être pour vue @de nervures longitudinales, afin de créer un grand nombre dé petits canaux de circu lation de l'eau, allant de la partie supérieure à la tête du piston creux et communiquant avec l'espace interne réservé à l'eau dans le piston par des passages prévus au pied des nervures longitudinales. Sur le corps du pis ton-cylindre mobile peut être prévue une chemise pour la circulation d'eau qui prend appui sur la. paroi pourvue de nervures 2t usinée de manière à pouvoir s'ajuster exac tement sur le cylindre.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: Les fig. 1 et 2 en sont des coupes verti cales prises à angle droit l'une de l'autre et indiquant la position occupée par le piston enyfins de course; Les fig. 3 et d sont des coupes transver sales prises respectivement par les lignes x-x et y-y, fig. 2.
Se référant aux figures, _d est le cylin dre, B indique le piston y compris le cylin dre C qu'il prolonge, D' est le piston fixe, E est le couvercle du fond du cylindre, F est le plateau porteur des tourillons f auquel les extrémités g des bielles G sont reliées.
La, partie inférieure du bâti de la machine comprend les pieds<I>H</I> montés sur la base<I>H',</I> et supportant à. leur extrémité supérieure la partie où se trouve la partie J avec l'échap pement et l'entrée d'air; cette partie est ve nue de fonte avec la paroi externe a du cy lindre. K indique l'extrémité supérieure du bâti monté sur le sommet de la partie J, il comprend des guides fixes 1c sur un côté de la machine avec lesquels coopèrent les pa tins f', fixés sur le plateau F à tourillon,. L'arbre coudé est indiqué en L, les têtes (le bielles g# montées sur l'arbre se trouvant sur les côtés opposés de la machine.
Les figures indiquent une application de l'invention à une machine à un seul cylin dre, mais il est évident qu'elle est également applicable à des machines à plusieurs cylin dres.
Le piston fixe D, qui est refroidi, est sup porté par la. pièce transversale démontable <I>31,</I> à l'aide des tiges tubulaires iii. qui ont été faites creuses pour permettre la circula tion (lu fluide réfrigérant entrant et sortant dans l'espace d réservé à l'eau dans le pis ton fixe; celui-ci peut comporter une soupape centrale en d' ainsi que d'autres soupapes qui pourraient être nécessaires.
La pièce transversale -i11 est montée à la partie supé rieure du bâti ou coffre g. On remarquera que le cylindre C du pis ton B glisse entre le cylindre _1 et le piston fixe D, en sorte qu'une chambre de combus tion N se trouve formée clans le cylindre _ 1 entre le piston et la, partie inférieure du pis ton fixe D, tandis que la seconde chambre de combustion N' est formée entre la. surface inférieure du piston B et le fond du couver cle du cylindre E.
Et on remarquera ainsi que, tandis que dans la construction normale des moteurs à double effet la. chambre infé rieure de combustion est traversée par la tige de piston, dans la. construction indiquée, les deux chambre: sont libres de toute obstruc tion en sorte que la propagation de la flamme est libre et se fait de la. même manière dans les deux chambres.
Le piston fixe comporte des segments de piston d'' afin de réaliser un joint étanche relativement au cylindre du piston B, ce dernier est également pourvu de segments de piston b afin de former un joint étanche au fluide avec le ci=lindre fixe La paroi externe a du cylindre fixe sup porte à, sa parue inférieure le couvercle F du cylindre, lequel est maintenu en place à l'aide d'une bagnie e et des boulons e'; un joint étanche à la pression est prévu entre le couvercle et l'extrémité inférieure du cylin dre A, grâce à. ces segments e\.
Ce mode de fixation permet d'enlever facilement le cou vercle du cylindre, il suffit simplement d'en lever les boulon: e' et la. bague c, le couver cle est alors libre de tomber de lui-même; ou bien le couvercle peut être chassé vers le haut au travers du e\-lindre.
On remarquera. due les deux chambres de travail N et @ï" sont, de diamètre différent, la chambre N' ayant le même diamètre que le cylindre -1. tandis que la. chambre supé rieure N est d'un diamètre égal à, celui de la partie interne cylindrique du piston B. les deux chambres ne diffèrent donc qu'en raison de l'épaisseur de la. partie cylindrique du piston; ceci a. pour effet d'obtenir une puis sance plus grande de la chambre inférieure de combustion compensant ainsi le travail supplémentaire n éce,saire pour soulever les parties mobiles pendant la course de monté-.
Dans les machines à double effet, de type normal, la chambre -de combustion inférieure a le même cliarnètre que celui de la chambre supérieure, ruais l'aire de la chambre à com- hustion inférieure est réduite du fait du pas sage de la tige de piston. Ces particularités jointes à l'obliquité des bielles a pour résul tat que la puissance transmise par la. cham bre inférieure à l'arbre coudé est pratique ment moindre que celle fournie par la cham bre supérieure.
Dans la construction indi quée cependant, comme la chambre de com bustion inférieure est de plus grand diamètre que celui de la chambre supérieure, et comme l'aire de la chambre de combustion inférieure n'est pas réduite par l'introduction d'une tige de piston, et que l'obliquité des bielles est réduite du fait qu'elles sont beaucoup plus longues que celles des types ordinaires, il est possible en proportionnant convenable ment les pièces, de réaliser pratiquement une puissance égale transmise à l'arbre moteur due aux chambres de combustion, supérieure et inférieure, on assure ainsi un moment tournant uniforme sur l'arbre coudé.
L'espace a' réservé à l'eau de refroidisse ment du cylindre est formé en partie à l'in térieur de la paroi du cylindre A et en par tie entre celle-ci et la paroi externe a. L'eau nécessaire au refroidissement du piston mo bile passe entre des nervures - longitudinales prévues sur la partie cylindrique du piston B formant ainsi un certain nombre de petits canaux c, lesdits canaux étant fermés à l'ex trémité inférieure par la. chemise c' qui en toure la paroi à nervures, tout en pouvant glisser à frottement doux sur le cylindre fixe.
L'eau nécessaire au refroidissement entre et sort par les tuyauteries f \ (fig. 3) reliées au plateau porteur des tourillons F, l'extrémité supérieure de la. partie cylindrique C du pis torr s'ajuste sur la face inférieure tri plateau porteur des tourillons, et ces canaux prévus pour la circulation d'eau débouchent dans dcs canaux prévus dans ledit plateau, auquel le cylindre C est fixé par les boulons f3. Le couvercle E est également refroidi de ma- nière bien connue par une circulation d'eau non représentée.
La partie cylindrique C du piston com porte des lumières d'admission c2 et des lu mières d'échappement c3, aux côtés opposés, les lumières d'admission sont plus courtes que celles d'échappement, en sorte que l'ad mission est ouverte pendant un temps plus court. Ces lumières naturellement ne sont utilisées que pour la chambre de combustion N seule.
Les lumières coïncident respective ment avec celles d'admission et d'échappe ment a2 a3 du cylindre<I>A</I> quand le piston se trouve à la fin de sa course vers le bas, ces lumières du cylindre communiquent respec tivement avec les canaux d'admission et d'é chappement j f de la partie J qui entoure la partie moyenne du cylindre.
Le cylindre est pourvu de lumières d'admission et d'é chappement correspondantes a5 et a' situées au-dessous des lumières a2 et a3, elles ser vent à la. chambre de combustion inférieure N', ces lumières étant ouvertes quand le pis ton s'approche de la fin de sa course supé rieure. La disposition des lumières indiquées est celle qui convient pour un cylindre ordi naire à deux temps dans lequel l'admission d'air et l'échappement sont complètement contrôlés par le piston, mais naturellement la disposition peut être variée et des sou papes de contrôle prévues si on le désire.
Le couvercle inférieure du cylindre A est indi qué comme étant prévu pour recevoir deux soupapes, l'une servant à l'injection du com- bustible, en e3, l'autre étant une soupape à air de démarrage, en e4, ces dernières sou papes n'étant prévues que sur le couvercle du .cylindre. Quoique les lumières du cylin dre et du piston ne sont indiquées que comme s'appliquant à une machine du type à deux temps, les soupapes usuelles pourraient être prévues pour travailler sur un cylindre à quatre temps.
On remarquera que le cylindre A est libre de se dilater vers le bas quand il est sollicité par les dilatations dues à la chaleur, un petit jeu est prévu à l'intérieur de la pa roi extérieure ou chemise d'eau, le joint étanche au gaz entre le cylindre et le couver cle E permettant les dilatations et contrac- tions du cylindre.
La construction décrite a pour effet de diminuer la hauteur totale de la machine, celle-ci étant un minimum, elle permet aussi d'avoir accès rapidement à l'in térieur du piston en libérant le piston fixe et l'enlevant verticalement au-dessus de la maehine. En détachant les bielles, le piston D peut être soulevé hors de son cylindre ainsi due le plateau à tourillons I', en sorte que l'intérieur du cylindre peut être facile ment rendu libre.
D'autre part, la. partie in férieure -du cylindre peut être également dé gagée en enlevant tout simplement les bou lons e' et l'anneau ou bague e, faisant des cendre le couvercle E du cylindre hors de ce lui-ci (ou bien le couvercle peut aussi être enlevé par le haut en traversant le cylindre) en sorte que l'ensemble de la machine peut être facilement démonté et toutes ses parties rendues accessibles avec la plus grande fa: cilité.
Internal combustion machine. The present invention relates to diesel engines, or to other internal combustion engines with injection of a liquid fuel of the type in which the cylinder is partly closed at one end by a fixed pin, on which a cylinder slides. piston.
In the machine according to the invention, said piston cylinder forms two combustion chambers provided with fuel injection nozzles and located one inside the pistan cylinder between the bottom of the piston and the end of the piston. fixed and the other in the cylinder between the bottom of the piston and a cylinder cover (at the end opposite the stationary piston).
Preferably, a fluid-tight seal, allowing sliding, is provided between the fixed piston and the internal wall of the piston-cylinder, and it is formed of piston rings arranged at the lower part of the fixed piston; the bottom of the piston can also be provided with customary piston rings in order to provide a fluid-tight seal relative to the fixed cylinder.
The cylinder bottom cover is preferably housed in the lower part of the cylinder and secured in place by means of a ring attached to the outer wall of the cylinder, a gas-tight seal may be provided formed of piston arranged on the. cylindrical outer surface of the cylinder cover.
The piston-cylinder, the fixed piston and the end of the fixed cylinder and the cover are advantageously cooled by means of circulating coolant (usually water or oil). , in the following we will admit that the cooling is done with water; effective cooling of the movable piston can also be provided.
The wall of the piston-cylinder can be seen with longitudinal ribs, in order to create a large number of small channels for the circulation of water, extending from the upper part to the head of the hollow piston and communicating with the internal space. reserved for water in the piston by passages provided at the foot of the longitudinal ribs. On the body of the mobile udder your cylinder can be provided a jacket for the circulation of water which is supported on the. wall provided with ribs 2t machined so as to be able to fit exactly on the cylinder.
An embodiment of the object of the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIGS. 1 and 2 are vertical sections taken at right angles to each other and indicating the position occupied by the end-of-stroke piston; Figs. 3 and d are dirty cross sections taken respectively by lines x-x and y-y, fig. 2.
Referring to the figures, _d is the cylinder dre, B indicates the piston including the cylinder dre C which it extends, D 'is the fixed piston, E is the cylinder base cover, F is the bearing plate of the journals f to which the ends g of the connecting rods G are connected.
The lower part of the machine frame includes the <I> H </I> feet mounted on the <I> H ', </I> base and supporting. their upper end the part where part J is located with the exhaust and the air inlet; this part is cast iron with the outer wall of cylinder. K indicates the upper end of the frame mounted on the top of part J, it comprises fixed guides 1c on one side of the machine with which the rollers f ', fixed on the plate F with trunnion, cooperate. The elbow shaft is marked L, with the heads (the connecting rods g # mounted on the shaft being on opposite sides of the machine.
The figures indicate an application of the invention to a single-cylinder machine, but it is obvious that it is also applicable to multi-cylinder machines.
The fixed piston D, which is cooled, is supported by the. removable cross piece <I> 31, </I> using tubular rods iii. which have been made hollow to allow circulation (the refrigerant fluid entering and exiting in the space d reserved for water in the fixed pis ton; this may include a central d 'valve as well as other valves that might be needed.
The cross piece -i11 is mounted on the upper part of the frame or box g. It will be noted that the cylinder C of the pus ton B slides between the cylinder _1 and the fixed piston D, so that a combustion chamber N is formed in the cylinder _ 1 between the piston and the lower part of the pis ton. fixed D, while the second combustion chamber N 'is formed between the. bottom surface of piston B and bottom of cylinder cover E.
And it will thus be noted that, while in the normal construction of the double-acting engines 1a. the lower combustion chamber is crossed by the piston rod, in the. construction indicated, the two chambers: are free of any obstruction so that the propagation of the flame is free and takes place. same way in both rooms.
The fixed piston has piston rings d '' in order to achieve a tight seal relative to the cylinder of the piston B, the latter is also provided with piston rings b in order to form a fluid tight seal with the fixed cylinder The wall external a of the fixed cylinder sup door to, its lower appearance the cover F of the cylinder, which is held in place using a bagnie e and bolts e '; a pressure-tight seal is provided between the cover and the lower end of the cylinder dre A, thanks to. these segments e \.
This method of fixing makes it possible to easily remove the cover from the cylinder, all you have to do is remove the bolts: e 'and la. ring c, the key cover is then free to fall on its own; or the cover can be pushed upwards through the e \ -linder.
We will notice. due the two working chambers N and @ ï "are, of different diameter, the chamber N 'having the same diameter as the cylinder -1. while the. upper chamber N is of a diameter equal to that of the cylinder. cylindrical internal part of piston B. the two chambers therefore differ only because of the thickness of the cylindrical part of the piston; this has the effect of obtaining a greater power from the lower combustion chamber thus compensating the additional work required to lift the moving parts during the upstroke.
In double-acting machines of the normal type, the lower combustion chamber has the same diameter as that of the upper chamber, but the area of the lower combustion chamber is reduced due to the wise pitch of the rod. piston. These features, together with the obliquity of the connecting rods, results in the power transmitted by the. lower chamber to the bent shaft is practically less than that provided by the upper chamber.
In the construction shown however, as the lower combustion chamber is of larger diameter than that of the upper chamber, and since the area of the lower combustion chamber is not reduced by the introduction of a rod piston, and the obliquity of the connecting rods is reduced because they are much longer than those of ordinary types, it is possible, by suitably proportioning the parts, to achieve practically an equal power transmitted to the motor shaft due to the combustion chambers, upper and lower, this ensures a uniform rotating moment on the bent shaft.
The space a 'reserved for the cooling water of the cylinder is formed partly inside the wall of the cylinder A and partly between the latter and the outer wall a. The water required for cooling the mo bile piston passes between longitudinal ribs provided on the cylindrical part of the piston B thus forming a number of small channels c, said channels being closed at the lower end by the. sleeve c 'which wraps around the ribbed wall, while being able to slide gently on the fixed cylinder.
The water required for cooling enters and leaves the pipes f \ (fig. 3) connected to the bearing plate of the journals F, the upper end of the. cylindrical part C of the udder torr fits on the lower face of the tri-plate carrying the journals, and these channels provided for the circulation of water open into dcs channels provided in said plate, to which the cylinder C is fixed by bolts f3. The cover E is also cooled in a well-known manner by circulating water, not shown.
The cylindrical part C of the piston has c2 intake ports and c3 exhaust lights, on opposite sides the intake ports are shorter than the exhaust ones, so the intake is open for a shorter time. These lights are of course only used for the combustion chamber N alone.
The lights coincide respectively with those of intake and exhaust a2 a3 of cylinder <I> A </I> when the piston is at the end of its downstroke, these cylinder lights communicate respectively with the intake and exhaust channels jf of the part J which surrounds the middle part of the cylinder.
The cylinder is provided with corresponding intake and exhaust ports a5 and a 'located below the ports a2 and a3, they serve the. lower combustion chamber N ', these lights being open when the udder approaches the end of its upper stroke. The arrangement of the lights shown is that which is suitable for an ordinary two-stroke cylinder in which the air intake and exhaust are completely controlled by the piston, but of course the arrangement can be varied and control valves provided. if desired.
The lower cover of cylinder A is indicated as being intended to receive two valves, one serving for fuel injection, at e3, the other being a starter air valve, at e4, the latter in popes are only provided on the cylinder cover. Although the cylinder and piston lights are shown only as applying to a two-stroke type machine, the usual valves could be provided to work on a four-stroke cylinder.
It will be noted that the cylinder A is free to expand downwards when it is stressed by the expansions due to the heat, a small clearance is provided inside the outer pa king or water jacket, the gasket sealed against the heat. gas between the cylinder and the cover E allowing expansion and contraction of the cylinder.
The construction described has the effect of reducing the total height of the machine, this being a minimum, it also allows quick access to the interior of the piston by releasing the fixed piston and removing it vertically above. maehine. By detaching the connecting rods, the piston D can be lifted out of its cylinder thus due to the journal plate I ', so that the interior of the cylinder can be easily released.
On the other hand, the. lower part of the cylinder can also be released by simply removing the bolts e 'and the ring or ring e, ashing the cover E of the cylinder out of it (or the cover can also be removed from above through the cylinder) so that the whole machine can be easily disassembled and all its parts made accessible with the greatest ease.