Moteur à explosion. Ainsi qu'il est bien connu, un des moyens les plus efficaces pour augmenter le rende ment d'un moteur à explosion est de refroidir le plus possible son piston.
Dans les moteurs à deux temps habituels, le refroidissement est obtenu par les gaz frais qui pénètrent sous le piston au commence ment de la course montante de celui-ci ; mais vu le grand volume du carter de manivelle, par rapport à celui du piston, la plus grande partie de ces gaz pénètre dans le carter sans toucher le piston, de faon que le refroidisse ment de celui-ci est insuffisant. On a pro posé, il est vrai, lorsque ces gaz vont quitter le carter de manivelle pour pénétrer dans le cylindre de les faire passer par le piston en plaçant l'ouverture de transfert dans ce der nier et même de les obliger à lécher les pa rois et le fond dudit piston, ceci en plaçant une chicane à l'entrée du canal de transfert.
Mais comme à ce moment-là, ces gaz ont déjà été réchauffés par leur contact avec les parois du carter et par leur compression dans celui-ci, le refroidissement ainsi obtenu ne peut pas être très intense. Le moteur selon la présente invention permet d'utiliser pour le refroidissement du piston des gaz complètement frais n'ayant pas encore séjourné dans le carter de mani velle et n'ayant en conséquence subi aucun réchauffement par contact ou par compres sion.
Ce moteur est caractérisé en ce que son piston présente une lumière, qui lors de la course montante du piston se présente de vant une lumière du cylindre et laisse péné trer les gaz frais dans le carter de manivelle, une chicane disposée devant la lumière du piston obligeant ces gaz, avant d'entrer dans le carter, à monter dans le piston et à lécher la paroi et le fond de celui-ci, de faon à le refroidir énergiquement.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation, sché matique, partie en coupe, de la première forme d'exécution, constituée par un moteur à explosion à quatre temps. La fig. 2 est une coupe horizontale par II-II de fig. 1. La fig. 3 est une vue en élévation sché matique, partie en coupe, de la seconde forme d'exécution, constituée par un moteur à ex plosion à deux temps. La fig. 4 est une coupe horizontale par IV-IV de fig. 3.
Dans les fig. 1 et 2, 1 est un cylindre de moteur fixé sur le carter 2 de l'arbre mani velle 3. 4 est la bielle et 5 le piston. 6 re présente une lumière d'aspiration, pratiquée dans la paroi du cylindre 1. 8 est le canal du piston qui part d'une lumière 7 pratiquée dans le bas de la paroi cylindrique du piston, et qui débauche en 9, vers le fond de ce dernier. La lumière 7 du piston correspond pleinement avec la lumière 6 du cylindre quand le piston est arrivé au sommet de sa course, comme il est représenté dans la fig. 1. A ce moment, la dépression produite dans le cylindre et 'le carter par la montée du piston aspire l'air par la lumière 6 et la lumière 7.
Cet air est forcé de remonter le long du ca nal 8 et de déboucher en 9, pour lécher le fond du piston, et redescendre vers le carter en suivant l'autre paroi du piston, comme l'indiquent les flèches de la fig. 1. Quand le piston descend, la lumière 7 descend aussi, et la lumière d'aspiration 6 du cylindre se trouve masquée par la paroi cylindrique du piston ; l'air qui a été aspiré est alors com primé au-dessous du piston. Lorsque le pis ton arrive au bas de sa course, cet air com primé peut s'échapper par des lumières d'é chappement 10 et 11 pratiquées dans le pis ton et dans le cylindre et qui correspondent quand le piston atteint le bas de sa course; des soupapes pourraient aussi être utilisées.
L'air ainsi comprimé, sortant du cylindre, est conduit dans un sépârateur d'huile 12, d'où l'huile entraînée par l'air peut retourner au carter par le tube 17 et par l'intermédiaire de soupapes non indiquées sur la figure. 1'Je séparateur d'huile pourrait être du genre des appareils employés déjà aujourd'hui sur les bonnes voitures américaines et appelés "Oil- skinners". Puis l'air est conduit au carbura teur 13 et de là à la soupape d'admission 14. Ainsi le carburateur se trouve alimenté par de l'air qui s'est réchauffé en refroidissant le piston, et qui déjà est mis sous une certaine pression.
L'alimentation du moteur en sera améliorée d'autant.
L'on peut aussi placer le carburateur avant l'admission dans le cylindre, comme il est indiqué par le tracé en pointillé 15. C'est alors du gaz carburé frais qui entrera par les lumières 6, 7 et le canal 8. Le pis ton en sera d'autant mieux refroidi que ce gaz, en sortant du carburateur contient tou jours des gouttelettes du liquide carburant, non encore gazéfiées. Ces gouttelettes s'éva poreront au contact des parois chaudes du piston, et le refroidissement du piston en sera meilleur. Le gaz passera, en sortant du cylindre, par le séparateur d'huile 12 puis par le coude 16 indiqué en pointillé, pour arriver à la soupape d'admission 14.
Dans ce cas-là aussi, l'action de pompage de la face inférieure du piston, qui se fait sentir à chaque .coup de piston, alors que l'aspiration par la soupape 14 n'a lieu que tous les deux coups, améliorera quantitativement l'alimen tation du moteur.
Dans la fig. 3, qui représente un moteur à deux temps de type bien connu, le gaz carburé venant du carburateur (non représenté sur la figure) est aspiré, quand le piston ar rive vers le haut de sa course, à travers les lumières 6 et 7 et le canal 8 du piston, dé bouche en 9 et refroidit le fond du piston, puis redescend dans le carter 2. Quand le piston redescend, le gaz carburé est comprimé dans ce carter. Puis, lorsque le piston est arrivé au bas de sa course, le gaz passe par le canal de transfert 18, entre dans le cy lindre par la lumière de transfert 19, et chasse les gaz brûlés par la lumière d'échap pement 20 de la manière habituelle.
Le piston sera énergiquemunt refroidi par le pas sage du gaz carburé dans le canal 8, et par l'évaporation contre les parois intérieures du piston des gouttelettes de carburant encore liquides.
On remarquera que le canal 8 est déporté de 90 par rapport à la bielle, dans la fig. 3, par rapport à la fig. 1. Le canal aura natu rellement une forme telle que le passage de la bielle ne sera pas gêné. L'on pourra éven tuellement remplacer le canal unique par deux ou plusieurs canaux. Il est évident que la forme et les dimensions de ce canal ou de ces canaux pourront être quelconques, et que les fig. 1 à 4 ne représentent deux formes pp.rticulières de ce canal qu'à titre d'exemple.
Dans ces deux cas d'un moteur à quatre temps et d'un moteur à deux temps, l'avan tage considérable de la nouvelle disposition est de pouvoir admettre un taux de compres sion plus élevé pour le moteur, grâce au meilleur refroidissement du piston. Le moteur aura ainsi une consommation spécifique moin dre et une puissance plus grande. En outre, dans le cas du moteur à quatre temps, l'ali mentation du cylindre sera améliorée par l'in terposition du compresseur formé par la face inférieure du piston. Enfin les gaz carburés ou l'air d'alimentation du carburateur seront bien réchauffés par leur passage le long des parois du piston.
En outre, dans le cas où c'est du gaz déjà carburé qui est introduit dans le carter de manivelle, on pourra em ployer comme carburant un combustible peu volatil que le contact avec le piston volati- lisera entièrement et chauffera suffisamment pour qu'il ne se condense pas dans le fond dudit carter. L'invention permet ainsi de réa liser plusieurs avantages simultanés, et cela de la manière la plus simple.
Combustion engine. As is well known, one of the most effective means of increasing the efficiency of an internal combustion engine is to cool its piston as much as possible.
In the usual two-stroke engines, the cooling is obtained by the fresh gases which enter under the piston at the beginning of the upstroke of the latter; but given the large volume of the crank case, compared to that of the piston, most of these gases enter the housing without touching the piston, so that the cooling of the latter is insufficient. It has been proposed, it is true, when these gases leave the crankcase to enter the cylinder to pass them through the piston by placing the transfer opening in this latter and even to force them to lick the pa kings and the bottom of said piston, this by placing a baffle at the entrance of the transfer channel.
But as at that time, these gases have already been heated by their contact with the walls of the casing and by their compression therein, the cooling thus obtained cannot be very intense. The engine according to the present invention makes it possible to use, for cooling the piston, completely fresh gases which have not yet been in the crank case and have consequently not undergone any heating by contact or by compression.
This engine is characterized in that its piston has a lumen, which during the upstroke of the piston presents itself in front of a lumen in the cylinder and allows fresh gases to enter the crank housing, a baffle placed in front of the lumen of the piston forcing these gases, before entering the housing, to go up in the piston and to lick the wall and the bottom thereof, so as to cool it energetically.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is an elevational view, schematic, part in section, of the first embodiment, consisting of a four-stroke internal combustion engine. Fig. 2 is a horizontal section through II-II of FIG. 1. FIG. 3 is a schematic elevational view, partly in section, of the second embodiment, consisting of a two-stroke explosion engine. Fig. 4 is a horizontal section through IV-IV of fig. 3.
In fig. 1 and 2, 1 is an engine cylinder fixed to the housing 2 of the crank shaft 3. 4 is the connecting rod and 5 is the piston. 6 re has a suction port, formed in the wall of cylinder 1. 8 is the piston channel which starts from a slot 7 formed at the bottom of the cylindrical wall of the piston, and which debouches at 9, towards the bottom of the last. The lumen 7 of the piston fully corresponds with the lumen 6 of the cylinder when the piston has reached the top of its stroke, as shown in fig. 1. At this moment, the vacuum produced in the cylinder and 'the crankcase by the rise of the piston sucks air through the port 6 and port 7.
This air is forced to go up along the channel 8 and to emerge at 9, to lick the bottom of the piston, and go back down towards the casing following the other wall of the piston, as indicated by the arrows in fig. 1. When the piston goes down, the lumen 7 also goes down, and the cylinder suction lumen 6 is hidden by the cylindrical wall of the piston; the air that has been sucked in is then compressed below the piston. When the udder reaches the bottom of its stroke, this compressed air can escape through exhaust ports 10 and 11 in the udder and in the cylinder and which match when the piston reaches the bottom of its stroke. ; valves could also be used.
The air thus compressed, leaving the cylinder, is led into an oil separator 12, from where the oil entrained by the air can return to the crankcase through the tube 17 and through valves not indicated on the figure. figure. The oil separator could be of the type already used today on good American cars and called "Oil-skinners". Then the air is led to the carburetor 13 and from there to the intake valve 14. Thus the carburetor is supplied with air which has warmed up by cooling the piston, and which is already under a certain amount. pressure.
The engine power will be improved accordingly.
You can also place the carburetor before admission to the cylinder, as indicated by the dotted line 15. It is then fresh carbureted gas which will enter through ports 6, 7 and channel 8. The udder Your will be all the better cooled as this gas, leaving the carburetor always contains droplets of liquid fuel, not yet gasified. These droplets will evaporate on contact with the hot walls of the piston, and the cooling of the piston will be better. The gas will pass, leaving the cylinder, through the oil separator 12 then through the elbow 16 indicated in dotted lines, to arrive at the intake valve 14.
In this case too, the pumping action of the underside of the piston, which is felt with each stroke of the piston, while the suction through the valve 14 takes place only every two strokes, will improve. quantitatively the engine supply.
In fig. 3, which shows a two-stroke engine of a well-known type, the carbureted gas coming from the carburetor (not shown in the figure) is sucked, when the piston arrives at the top of its stroke, through the ports 6 and 7 and channel 8 of the piston opens at 9 and cools the bottom of the piston, then descends into the housing 2. When the piston descends, the fuel gas is compressed in this housing. Then, when the piston has reached the bottom of its stroke, the gas passes through the transfer channel 18, enters the cylinder through the transfer lumen 19, and expels the burnt gases through the exhaust port 20 of the cylinder. usual way.
The piston will be energetically cooled by the wise passage of the fuel gas in channel 8, and by the evaporation against the internal walls of the piston of the still liquid fuel droplets.
It will be noted that the channel 8 is offset by 90 relative to the connecting rod, in FIG. 3, with respect to FIG. 1. The channel will naturally have a shape such that the passage of the connecting rod will not be impeded. The single channel could possibly be replaced by two or more channels. It is obvious that the shape and dimensions of this channel or of these channels can be arbitrary, and that FIGS. 1 to 4 only represent two particular pp. Forms of this channel by way of example.
In these two cases of a four-stroke engine and a two-stroke engine, the considerable advantage of the new arrangement is to be able to admit a higher compression rate for the engine, thanks to the better cooling of the piston. . The engine will thus have less specific consumption and greater power. In addition, in the case of the four-stroke engine, the cylinder supply will be improved by the interposition of the compressor formed by the underside of the piston. Finally, the carburized gases or the air supplied to the carburettor will be well heated by their passage along the walls of the piston.
In addition, in the case where it is already carburized gas which is introduced into the crank case, a low volatile fuel can be used as fuel which contact with the piston will completely volatilize and heat sufficiently so that it does not condense in the bottom of said housing. The invention thus makes it possible to achieve several simultaneous advantages, and that in the simplest way.