CH239611A - Two-stroke internal combustion engine. - Google Patents

Two-stroke internal combustion engine.

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CH239611A
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CH
Switzerland
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exhaust
cylinder
opening
speed
range
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Application number
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French (fr)
Inventor
Kadenacy Michel
Limited Armstrong Whit Company
Original Assignee
Kadenacy Michel
Armstrong Whitworth Securities
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2700/00Measures relating to the combustion process without indication of the kind of fuel or with more than one fuel
    • F02B2700/03Two stroke engines
    • F02B2700/031Two stroke engines with measures for removing exhaust gases from the cylinder
    • F02B2700/032Two stroke engines with measures for removing exhaust gases from the cylinder by means of the exhaust gases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

  

  Moteur à combustion interne à deux temps.    L'inventeur a constaté qu'au contraire de  ce que l'on admettait généralement jusqu'ici,  l'évacuation du cylindre d'un moteur à com  bustion interne n'a pas toujours lieu par un  écoulement de caractère stationnaire, mais  que, dans certaines circonstances, les gaz  brûlés pouvaient quitter le cylindre de façon  explosive en laissant dans celui-ci une dé  pression.  



  La présente invention, qui est basée sur  cette constatation, a pour objet un moteur à  combustion interne à deux temps, dans lequel  on     utilise,    pour     l'introduction    de la charge  fraîche, entre les limites d'une gamme de vi  tesses de marche normale, une dépression pro  duite dans le cylindre par la sortie des gaz  brûlés qui le quittent à travers un dispositif  d'échappement, en ouvrant l'orifice d'admis  sion pendant que l'orifice d'échappement est  encore ouvert, mais avant qu'un retour des  gaz brûlés dans le cylindre ait eu lieu.  



  Ce moteur est caractérisé en ce que pour  chaque vitesse de ladite gamme, l'orifice    d'échappement s'ouvre à une vitesse telle  qu'il atteigne dans un intervalle de temps au  plus égal à 1/30o de seconde     un    degré d'ouver  ture pour lequel l'aire de la section de passage  libre de cet orifice soit au     moins    égale à une  valeur critique égale au quart de l'aire de la  section transversale du cylindre.  



  Dans une forme d'exécution particulière  du moteur selon     l'invention,    d'une cylindrée  de 1200 cm' par exemple, on pourrait agencer  la distribution de façon que l'intervalle an  gulaire entre     l'ouverture    des orifices d'échap  pement et celle des orifices     d'admission    soit  fixe, et qu'entre les limites de la gamme de  vitesses de marche normale     mentionnée,    l'in  troduction de la charge fraîche dans le cylin  dre ait lieu uniquement par l'effet de la  pression atmosphérique.

   Nous supposerons,  par exemple, que dans cette forme d'exécu  tion les orifices d'échappement sont com  mandés par le piston, ont     une    forme rectan  gulaire et s'ouvrent 75  avant le     point    mort  extérieur, et que les orifices d'admission,      également commandés par le piston, se  ferment avant les orifices d'échappement. Il  s'agira, dans cette forme d'exécution, de dé  terminer les caractéristiques du moteur, de  façon à obtenir un     fonctionnement    optimum  sur ladite gamme de vitesses en assurant un  remplissage complet du cylindre avec la  charge fraîche pour chaque vitesse de cette  gamme.  



  Afin d'atteindre ce résultat, on pourrait,  par exemple, déterminer les caractéristiques  du moteur en utilisant les indications fournies  par les considérations suivantes:    Supposons d'abord que dans une première  variante de cette forme d'exécution du moteur,  l'admission s'ouvre avec un retard angulaire  de 280 et que la valeur critique, égale au  moins au quart de l'aire de la, section trans  versale du cylindre, de l'aire de la section de  passage libre des orifices d'échappement. soit.

         atteinte    lorsque la manivelle a tourné d'un  angle de ?4  à partir de l'ouverture (le ces       orifices.       La. courbe 04 du diagramme de la. figure  unique du dessin donne.     approximativement,     pour chaque vitesse de cette variante, l'inter  valle angulaire entre le moment de l'ouver  ture des orifices d'échappement et le     moment:     où la pression dans le cylindre     atteint    la.  pression atmosphérique, en supposant que  l'évacuation du cylindre se fait par un écoule  ment de caractère stationnaire. Cet intervalle  angulaire est donc celui pour lequel est.

    atteint le degré d'ouverture des orifice  d'échappement qui, à la vitesse considérée,  donne l'aire-temps (aire de la section  moyenne de passage libre des orifices     d'éehap-          pement    disponible pendant un intervalle de  temps donné, multipliée par cet     intervalle        de     temps) nécessaire pour qu'une évacuation du  cylindre, ayant lieu par un     écoulement    de  caractère stationnaire, amène la pression dans  celui-ci à. la valeur de la pression atmosphé  rique. Dans ce diagramme, les abscisses repré  sentent les vitesses et les ordonnées les inter  valles     angulaires    à partir de l'ouverture ;les  orifices d'échappement.

      On a constaté (lue si l'on établissait la  courbe 04 en se basant sur une évacuation du  cylindre se faisant avec une vitesse d'écoule  ment des gaz brûlés détendus de 450     m/sec.,     par     exemple,    les indications fournies suffi  saient pour obtenir des résultats     satisfaisants.     La courbe 04 est     établie,    en outre, en suppo  sant qu'aux environs de l'ouverture des ori  fices d'échappement le chemin parcouru par  le piston est une fonction linéaire de l'angle  de manivelle, c'est-à-dire que l'aire de la       section    de passage libre des orifices d'échap  pement augmente linéairement avec l'angle  (le manivelle a à partir de l'ouverture de ces  orifices.

   La courbe 04 est donc bien     approxi-          inative,    mais on a pu constater que     cette     approximation était suffisante.  



  En partant de ces données, l'aire de la  section de passage libre des orifices d'échap  pement pour un angle de manivelle donné a  sera donc<I>a . A</I> et     l'aire-temps    correspondante,  a la     vitesse        N,    sera     I.-    . .1 .     a=    .
EMI0002.0026  
       L';üre-          temps    ayant une valeur     constante    C en chaque       point    de la courbe 04. on aura donc pour  l'équation de cette courbe:

    
EMI0002.0031     
  
EMI0002.0032     
    Les droites 05, 06, 0 ï , 08 représentent les  intervalles de temps constants     1/;;09,        1/f9",        1/_o0,          1/h"9    sec. respectivement et donnent pour les  différentes vitesses du moteur des angles de  rotation correspondant à un intervalle de       temps    fixe.  



       Examinons    maintenant le     fonctionnement     de cette variante. L'inventeur a constaté que  si, dans un moteur de 1000 à 1500 cm' de  cylindrée, par exemple, l'ouverture des ori  fices d'échappement a lieu à une vitesse telle  que     l'aire-temps,    qu'un     calcul,    effectué  de la façon approximative indiquée précédem  ment et basé sur un écoulement.

   de     caractère     stationnaire des gaz brûlés, donne     comme    né-           cessaire    pour que l'évacuation du cylindre  fasse tomber la pression dans celui-ci à la  pression atmosphérique, ne soit réalisée que  pour un degré d'ouverture de ces orifices  d'échappement atteint dans un intervalle de  temps supérieur à 1/30o sec., l'évacuation du  cylindre a lieu effectivement par un écoule  ment de caractère stationnaire, de sorte  qu'après l'échappement, le cylindre reste  rempli de gaz brûlés à. la pression atmosphé  rique (ou à peu près) qu'il faut chasser par  un balayage avant de pouvoir introduire la  charge fraîche.

   Par contre, si l'ouverture des  orifices d'échappement a lieu à une vitesse  suffisante pour que le degré d'ouverture de  ces orifices réalisant l'aire-temps donnée  comme nécessaire par ledit calcul soit atteint  dans un intervalle de temps inférieur à       1/aoo    sec., la sortie des gaz brûlés prend un  caractère explosif et devient suffisamment  brusque pour qu'il se produise dans le cylin  dre, après l'échappement, une dépression  allant en augmentant à mesure que cet inter  valle de temps diminue.

   De plus, l'inventeur  a constaté que si l'aire-temps donnée comme  nécessaire par le calcul approximatif men  tionné étant réalisée pour un degré d'ouver  ture des orifices d'échappement atteint dans  un intervalle de temps inférieur à     1/30o    sec.,  la vitesse d'ouverture de ces orifices est telle  que ce degré d'ouverture corresponde à une  aire de section de passage libre qui soit, en  outre, égale ou supérieure à l'aire critique       West-à-dire    au quart de l'aire de la section  transversale du cylindre), la sortie explosive  des gaz brûlés a lieu avec une violence telle  qu'il se produit dans le cylindre une très  forte dépression, qui est suffisante pour qu'un  remplissage complet du cylindre avec la  charge fraîche soit réalisé uniquement par  l'effet de la pression atmosphérique.

    



  En se référant au diagramme, on voit donc  que jusqu'à une vitesse de 700 t/min. environ,  correspondant au point 9 où la droite 05       (1/30a    sec.) coupe la courbe 04, le cylindre de  cette première variante reste rempli, après  l'échappement, de gaz brûlés à la pression  atmosphérique. A partir de cette vitesse, il    se produit, après l'échappement, une dépres  sion dans le cylindre, mais quoique celui-ci  puisse alors     commencer    à tirer sa charge de  l'atmosphère, le remplissage reste insuffi  sant.

   La qualité du remplissage augmente  progressivement jusqu'à 2000 t/min. environ,  pour y     atteindre    une valeur     optimum.    En  effet, à cette vitesse, qui correspond au point  11. de la courbe 04 où celle-ci est coupée par  la ligne 10     relative    à l'angle de manivelle de  24o, l'aire critique d'ouverture des orifices  d'échappement et le degré d'ouverture auquel  doivent parvenir ces orifices à cette vitesse  pour réaliser l'aire-temps     donnée    comme né  cessaire par le calcul mentionné sont     atteints     dans le même intervalle de temps, inférieur à       1/,0o    sec., et, d'après ce qui précède, la dé  pression devient alors très forte,

   permettant  au cylindre de tirer de l'atmosphère une  charge fraîche très complète.  



       Cette    variante fonctionne donc avec sa  puissance optimum en tirant sa charge fraîche  de l'atmosphère sur la gamme de vitesses de  2000 à 2700 t/min. environ, cette dernière  vitesse correspondant au point où la ligne 14,  relative à l'angle de manivelle pour lequel  l'admission s'ouvre, coupe la courbe 04. Lors  que cette vitesse de 2700 t/min. est dépassée,  l'ouverture des orifices d'admission com  mence à avoir lieu trop tôt après celle des ori  fices d'échappement, et la puissance diminue  rapidement.  



  La variante qui vient d'être décrite fonc  tionnerait donc de façon satisfaisante sur  une gamme G de vitesses de marche normale  allant de 1200 à 2700 t/min., mais ce ne  serait que sur la gamme GA, allant de 2000 à  2700     t/min.,    qu'elle fonctionnerait en don  nant sa puissance optimum. Entre 2000 et  1200     t/min.,    la qualité du remplissage dimi  nuerait progressivement, et la puissance opti  mum ne serait plus obtenue.

   Si, dans cette  variante, on avait agencé l'admission pour  qu'elle s'ouvre avec un retard angulaire de       22'    seulement, elle fonctionnerait en tirant  sa charge fraîche de l'atmosphère sur une  gamme de vitesses de marche normale allant  de 1200 à 1700     t/min.    seulement, cette der-      nièce vitesse correspondant au point. où la  Hune 13 relative à     l'an--le    de manivelle de  ??  coupe la courbe 04, tandis qu'aux vitesses  supérieures, l'admission s'ouvrirait trop     tc"it,     causant une diminution rapide de la. puis  sance.

   Dans ce cas, cependant, la     puissance     optimum ne pourrait jamais être obtenue,  l'ouverture de l'admission ayant lieu pour  un angle de manivelle inférieur à celui pour  lequel l'aire critique des orifices d'échappe  ment est atteinte.  



  Supposons     maintenant:    que dans une se  conde variante de cette forme d'exécution du  moteur, le retard angulaire à l'admission soit  de     20     et qu'on agence la distribution et les  dimensions des orifices     d'échappement    de  façon qu'à la vitesse de 350 t/min., par exem  ple, l'aire-temps donnée comme     nécessaire     par le calcul approximatif mentionné soit  réalisée pour un degré d'ouverture des orifices  d'échappement, atteint dans un intervalle (le  temps de     '/.,fo    sec.

   (correspondant à cette vi  tesse à un intervalle angulaire de     7 )    et de  façon que l'aire de section de passage libre  correspondant à ce degré d'ouverture soit au  moins égale à l'aire critique.  



  Pour obtenir la valeur critique de l'aire  d'ouverture à un angle de manivelle si réduit,  on devra, le cas échéant, pourvoir le cylindre  d'orifices d'échappement sur tout son pour  tour. Dans ce cas, il y aura lieu de disposer  au moins deux conduits d'échappement. dia  métralement opposés, afin que les gaz     brfilés     rencontrent le moins de résistance possible à  leur sortie.  



  La courbe correspondant à cette     seconde     variante est représentée en pointillé en 04'.  On voit que les points 9' et 11', correspondant  respectivement à la vitesse à, partir de la  quelle le cylindre commence à tirer la charge  fraîche de     l'atmosphère    et à la vitesse à partir  de laquelle la dépression se produisant     après     l'échappement prend une valeur optimum.  sont     théoriquement    confondus.

   Cette variante  pourra, donc fonctionner théoriquement en  tirant sa charge fraîche de     l'atmosphère    et en  donnant sa.     puissance    optimum sur une  gamme de vitesses allant de 350 à 2800     t/min.       En réalité, la     transition        lie    su fera pas     brus-          quement,    et il existera entre les vitesses pour  lesquelles il reste des gaz     brûlés    à la pres  sion.

   atmosphérique dans le cylindre après  l'échappement et     celles    pour lesquelles le cy  lindre tire une charge fraîche complète de  l'atmosphère, une étroite bande de vitesse  pour lesquelles le cylindre tire bien sa charge  de l'atmosphère,     mais    sans que l'on obtienne  un remplissage complet.  



  On voit     (lotie    que si l'on veut obtenir que  la forme     d'exécution    mentionnée du moteur  fonctionne avec sa puissance optimum en  tirant: sa charge fraîche uniquement de     l'at-          inosplière    sur une gamme étendue de vitesses,  il faudra s'arranger pour que l'ouverture des  orifices d'échappement ait lieu de façon que  l'aire critique soit atteinte pour le plus petit.  angle de manivelle possible à partir de l'ins  tant d'ouverture de ces orifices.  



  On pourrait, par exemple, disposer cette  forme d'exécution du moteur de façon qu'elle  réponde aux     conditions    représentées par la  courbe 04' et fonctionne sur une gamine G'  de     vitesses    de marche normale allant: de  800     ii    2800 t/min. de la façon     indiquée.    On  remarque que pour la vitesse inférieure de  cette gamme.

   Faire critique des ouvertures  d'échappement est alors atteinte après un  intervalle de temps de     1/b@"    sec. et que pour  la vitesse supérieure. cet intervalle de temps       est    de sec.     seulement.    On remarque éga  lement que comme dans le cas de la première  variante, l'aire critique est atteinte pour un  angle de manivelle inférieur à celui de l'ou  verture des orifices d'admission.  



  Il va de soi que les ouvertures d'admis  sion devront être     dimensionnées    et comman  dées de façon à laisser passer, dans l'inter  valle de temps disponible, la charge fraîche       nécessaire    au remplissage complet du cylin  dre à chaque vitesse de la gamme, et, bien  entendu, cette forme d'exécution du moteur,  comme les autres cas discutés, devra être  agencée de façon que     les    orifices d'admission  s'ouvrent, pour toutes les vitesses de la  gamme G', avant qu'un retour des gaz brûlés  dans le cylindre ait eu lieu.

        Afin d'empêcher un retour prématuré des  gaz brûlés dans le cylindre, retour pouvant  salir ou même chasser la charge fraîche, on  pourrait agencer le dispositif d'échappement  du moteur de façon qu'il retarde convenable  ment le retour de ces gaz, par exemple,  en agençant ce dispositif d'échappement de  la façon indiquée dans le brevet suisse  No 239609.  



  On pourrait aussi agencer le     dispositif          d'échappement    d'une forme d'exécution du  moteur selon l'invention dans laquelle l'ad  mission se ferme avant l'échappement, par  exemple en donnant au conduit d'échappe  ment une longueur, un diamètre et un évase  ment vers l'extérieur convenables, comme in  diqué dans le brevet cité ci-dessus, de façon  qu'à la limite supérieure de la gamme de vi  tesses de marche normale, le retour des gaz  brûlés coïncide pratiquement avec la fermeture  des orifices d'admission et tombe dans .l'in  tervalle entre la fermeture de ces orifices et  celle des orifices d'échappement, et qu'aux  vitesses de la gamme, inférieures à cette vi  tesse, le contenu du cylindre soit protégé  contre ce retour des gaz brûlés,

   qui apparaît  alors avant que les orifices d'admission se  ferment, en sorte que des gaz frais ayant  traversé le cylindre et pénétré dans le dispo  sitif d'échappement retournent au cylindre  pour donner un meilleur remplissage de ce  dernier.  



  La forme d'exécution décrite du moteur  pourrait avec avantage être constituée par  un moteur dans lequel les orifices d'échappe  ment et d'admission commandés par le piston  se trouvent à la même extrémité du cylindre.



  Two-stroke internal combustion engine. The inventor has found that, contrary to what has been generally accepted until now, the evacuation of the cylinder of an internal combustion engine does not always take place by a flow of a stationary nature, but that, under certain circumstances, the burnt gases could leave the cylinder explosively, leaving a low pressure in it.



  The present invention, which is based on this observation, relates to a two-stroke internal combustion engine, in which one uses, for the introduction of the fresh load, between the limits of a range of normal running speeds. , a vacuum produced in the cylinder by the outlet of the burnt gases which leave it through an exhaust device, by opening the inlet port while the exhaust port is still open, but before a return of the burnt gases in the cylinder has taken place.



  This engine is characterized in that for each speed of said range, the exhaust port opens at a speed such that it reaches within a time interval at most equal to 1 / 30o of a second a degree of opening. ture for which the area of the free passage section of this orifice is at least equal to a critical value equal to a quarter of the area of the cross section of the cylinder.



  In a particular embodiment of the engine according to the invention, with a displacement of 1200 cc for example, the distribution could be arranged so that the angular interval between the opening of the exhaust ports and that inlet ports is fixed, and that between the limits of the range of normal running speeds mentioned, the introduction of the fresh charge into the cylinder takes place only by the effect of atmospheric pressure.

   We will suppose, for example, that in this embodiment the exhaust ports are controlled by the piston, have a rectangular shape and open 75 before the external dead center, and that the intake ports, also controlled by the piston, close before the exhaust ports. In this embodiment, it will be a question of determining the characteristics of the engine, so as to obtain optimum operation over said range of speeds by ensuring complete filling of the cylinder with the fresh load for each speed of this range.



  In order to achieve this result, one could, for example, determine the characteristics of the engine using the indications provided by the following considerations: Suppose first that in a first variant of this embodiment of the engine, the intake s 'opens with an angular delay of 280 and that the critical value, equal to at least a quarter of the area of the cross section of the cylinder, of the area of the free passage section of the exhaust ports. is.

         reached when the crank has turned an angle of? 4 from the opening (the. curve 04 of the diagram of the single figure in the drawing gives. approximately, for each speed of this variant, the. angular interval between the moment of opening of the exhaust ports and the moment: when the pressure in the cylinder reaches atmospheric pressure, assuming that the evacuation of the cylinder takes place by a flow of a stationary character. This angular interval is therefore that for which is.

    reaches the degree of opening of the exhaust ports which, at the speed considered, gives the area-time (area of the average free passage section of the exhaust ports available during a given time interval, multiplied by this time interval) necessary for an evacuation of the cylinder, taking place by a flow of a stationary character, to bring the pressure therein to. the value of the atmospheric pressure. In this diagram, the abscissas represent the speeds and the ordinates the angular intervals from the opening; the exhaust ports.

      It has been observed (read if the curve 04 was established on the basis of an evacuation of the cylinder taking place with a flow velocity of the expanded burnt gases of 450 m / sec., For example, the indications given are sufficient for obtain satisfactory results Curve 04 is established, moreover, assuming that around the opening of the exhaust ports the path traveled by the piston is a linear function of the crank angle, that is, that is, the area of the free passage section of the exhaust ports increases linearly with the angle (the crank a from the opening of these ports.

   Curve 04 is therefore very approximate, but it was found that this approximation was sufficient.



  On the basis of these data, the area of the free passage section of the exhaust ports for a given crank angle a will therefore be <I> a. A </I> and the corresponding area-time, at the speed N, will be I.-. .1. a =.
EMI0002.0026
       L '; üre- time having a constant value C at each point of the curve 04. we will therefore have for the equation of this curve:

    
EMI0002.0031
  
EMI0002.0032
    The lines 05, 06, 0 ï, 08 represent the constant time intervals 1 / ;; 09, 1 / f9 ", 1 / _o0, 1 / h" 9 sec. respectively and give for the different engine speeds angles of rotation corresponding to a fixed time interval.



       Now let's take a look at how this variant works. The inventor has found that if, in an engine of 1000 to 1500 cm 'of displacement, for example, the opening of the exhaust ports takes place at a speed such as the area-time, that a calculation, carried out in the approximate manner indicated above and based on a flow.

   of a stationary character of the burnt gases, given as necessary for the evacuation of the cylinder to drop the pressure therein to atmospheric pressure, to be carried out only for a degree of opening of these exhaust ports reached in a time interval greater than 1 / 30o sec., the evacuation of the cylinder takes place effectively by a flow of stationary character, so that after the exhaust, the cylinder remains filled with burnt gases. the atmospheric pressure (or approximately) which must be removed by sweeping before being able to introduce the fresh charge.

   On the other hand, if the opening of the exhaust ports takes place at a speed sufficient for the degree of opening of these orifices achieving the area-time given as necessary by said calculation to be reached within a time interval less than 1 / aoo sec., the output of the burnt gases takes on an explosive character and becomes sufficiently sudden for it to occur in the cylinder dre, after the exhaust, a depression which increases as this time interval decreases.

   In addition, the inventor has found that if the area-time given as necessary by the approximate calculation mentioned being carried out for a degree of opening of the exhaust ports reached in a time interval less than 1 / 30o sec ., the opening speed of these orifices is such that this degree of opening corresponds to an area of free passage section which is, in addition, equal to or greater than the critical area West, that is to say a quarter of l 'cross-sectional area of the cylinder), the explosive exit of the burnt gases takes place with such violence that a very strong depression occurs in the cylinder, which is sufficient for a complete filling of the cylinder with the fresh charge is achieved solely by the effect of atmospheric pressure.

    



  Referring to the diagram, it can therefore be seen that up to a speed of 700 rpm. approximately, corresponding to point 9 where the straight line 05 (1 / 30a sec.) intersects the curve 04, the cylinder of this first variant remains filled, after the exhaust, with burnt gases at atmospheric pressure. From this speed, after the exhaust, there is a depression in the cylinder, but although the latter may then begin to draw its charge from the atmosphere, the filling remains insufficient.

   The filling quality gradually increases up to 2000 rpm. approximately, to reach an optimum value. Indeed, at this speed, which corresponds to point 11 of curve 04 where it is intersected by line 10 relating to the crank angle of 24o, the critical opening area of the exhaust ports and the degree of opening which these orifices must reach at this speed in order to achieve the area-time given as necessary by the mentioned calculation are reached in the same time interval, less than 1 /, 0o sec., and, d ' after the above, the depressurization becomes very strong,

   allowing the cylinder to draw a very complete fresh charge from the atmosphere.



       This variant therefore operates with its optimum power by drawing its fresh charge from the atmosphere over the speed range from 2000 to 2700 rpm. approximately, this last speed corresponding to the point where line 14, relating to the crank angle for which the intake opens, intersects curve 04. When this speed of 2700 rpm. is exceeded, the opening of the intake ports begins to take place too soon after opening of the exhaust ports, and the output decreases rapidly.



  The variant which has just been described would therefore function satisfactorily over a range G of normal running speeds ranging from 1200 to 2700 rpm, but it would only be on the GA range, ranging from 2000 to 2700 rpm. min., that it would operate at its optimum power. Between 2000 and 1200 rpm, the quality of the filling would gradually decrease, and the optimum power would no longer be obtained.

   If, in this variant, the intake had been arranged so that it opens with an angular delay of only 22 ', it would operate by drawing its fresh charge from the atmosphere over a range of normal running speeds from 1200 at 1700 rpm. only, this last speed corresponding to the point. where the Hune 13 relating to the year of the crank of ?? intersects curve 04, while at higher speeds the intake would open too early, causing a rapid decrease in power.

   In this case, however, optimum power could never be obtained, the opening of the inlet taking place at a crank angle smaller than that at which the critical area of the exhaust ports is reached.



  Let us suppose now: that in a second variant of this embodiment of the engine, the angular delay at the inlet is 20 and that the distribution and the dimensions of the exhaust ports are arranged so that at the speed of 350 rpm, for example, the area-time given as necessary by the approximate calculation mentioned is carried out for a degree of opening of the exhaust ports, reached in an interval (the time of '/., fo sec.

   (corresponding to this speed at an angular interval of 7) and so that the free passage section area corresponding to this degree of opening is at least equal to the critical area.



  To obtain the critical value of the opening area at such a reduced crank angle, the cylinder must be provided with exhaust ports all around, if necessary. In this case, it will be necessary to have at least two exhaust ducts. diametrically opposed, so that the burnt gases meet the least possible resistance at their exit.



  The curve corresponding to this second variant is shown in dotted lines at 04 '. It can be seen that the points 9 'and 11', corresponding respectively to the speed at, from which the cylinder begins to draw the fresh charge from the atmosphere and at the speed from which the depression occurring after the exhaust takes an optimum value. are theoretically confused.

   This variant will therefore be able to function theoretically by drawing its fresh charge from the atmosphere and by giving its. optimum power over a range of speeds from 350 to 2800 rpm. In reality, the transition will not be abrupt, and there will exist between the speeds for which there remains flue gases under pressure.

   atmospheric in the cylinder after the exhaust and those for which the cylinder draws a complete fresh charge from the atmosphere, a narrow band of speeds for which the cylinder draws its charge well from the atmosphere, but without obtaining complete filling.



  We see (except that if we want to obtain that the mentioned embodiment of the engine works with its optimum power by pulling: its fresh load only from the at- inospliere over a wide range of speeds, it will be necessary to arrange so that the opening of the exhaust ports takes place so that the critical area is reached for the smallest possible crank angle from the opening of these ports.



  One could, for example, arrange this embodiment of the engine so that it meets the conditions represented by the curve 04 'and operates on a gamine G' of normal running speeds ranging: from 800 to 2800 rev / min. as shown. Note that for the lower speed of this range.

   Critical exhaust openings are then reached after a time interval of 1 / b @ "sec. And that for the higher speed. This time interval is of sec. Only. We also notice that as in the case of the first variant, the critical area is reached for a crank angle smaller than that of the opening of the intake ports.



  It goes without saying that the inlet openings must be dimensioned and ordered in such a way as to allow the fresh charge necessary for the complete filling of the cylinder at each speed of the range to pass, within the available time interval, and , of course, this embodiment of the engine, like the other cases discussed, will have to be arranged so that the intake ports open, for all speeds of the range G ', before a return of gas burnt in the cylinder has occurred.

        In order to prevent a premature return of the burnt gases into the cylinder, which return may dirty or even drive out the fresh charge, the engine exhaust device could be arranged so that it appropriately delays the return of these gases, for example. , by arranging this exhaust device in the manner indicated in Swiss patent No 239609.



  The exhaust device could also be arranged in an embodiment of the engine according to the invention in which the inlet closes before the exhaust, for example by giving the exhaust duct a length, a diameter. and suitable outward flaring, as indicated in the patent cited above, so that at the upper limit of the range of normal operating speeds, the return of the burnt gases practically coincides with the closing of the gases. intake ports and falls into the interval between the closing of these ports and that of the exhaust ports, and that at range speeds, below this speed, the contents of the cylinder are protected against this return burnt gases,

   which then appears before the intake ports close, so that fresh gases which have passed through the cylinder and entered the exhaust device return to the cylinder in order to give the latter a better filling.



  The described embodiment of the engine could advantageously consist of an engine in which the exhaust and intake ports controlled by the piston are located at the same end of the cylinder.

 

Claims (1)

REVENDICATION Moteur à combustion interne à deux temps, dans lequel on utilise, pour l'introduc tion de la charge fraîche dans le cylindre, entre les limites d'une gamme de vitesses de marche normale, une dépression produite dans le cylindre par la sortie des gaz brûlés qui le quittent à travers un dispositif d'échap pement, en ouvrant l'orifice d'admission pen- dant que l'orifice d'échappement est encore ouvert, mais avant qu'un retour des gaz brûlés dans le cylindre ait eu lieu, moteur caractérisé en ce que pour chaque vitesse de ladite gamme, l'orifice d'échappement s'ouvre à une vitesse telle qu'il atteigne, dans un in tervalle de temps au plus égal à '/30o sec., CLAIM A two-stroke internal combustion engine in which, for the introduction of the fresh charge into the cylinder, between the limits of a range of normal running speeds, a vacuum produced in the cylinder by the outlet of the cylinders is used. burnt gases leaving it through an exhaust device, by opening the intake port while the exhaust port is still open, but before a return of the burnt gases to the cylinder has had place, engine characterized in that for each speed of said range, the exhaust port opens at a speed such that it reaches, in an interval of time at most equal to '/ 30o sec., un degré d'ouverture pour lequel l'aire de la section de passage libre de.cet orifice d'échap pement soit au moins égale à une valeur cri tique égale au quart de l'aire de la section transversale du cylindre. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Moteur selon la revendication, caracté risé en ce qu'il est disposé de façon que l'angle de manivelle entre le moment où l'orifice d'échappement s'ouvre et celui où le degré d'ouverture de cet orifice atteint la valeur correspondant à l'aire critique mentionnée est plus petit que l'angle de manivelle entre l'ouverture de l'échappement et l'ouverture de l'admission pour chaque vitesse de ladite gamme. a degree of opening for which the area of the free passage section of this exhaust orifice is at least equal to a critical value equal to a quarter of the area of the cross section of the cylinder. SUB-CLAIMS: 1. Engine according to claim, characterized in that it is arranged so that the crank angle between the moment when the exhaust port opens and when the degree of opening of this orifice reaches the value corresponding to the mentioned critical area is smaller than the crank angle between the opening of the exhaust and the opening of the intake for each speed of said range. \?.Moteur selon la revendication, caracté risé en ce qu'il est disposé de façon que l'in tervalle angulaire entre l'ouverture de l'échap pement et celle de l'admission soit fige. 3. Moteur selon la revendication, caracté risé en ce que la fermeture de l'échappement a lieu après celle de l'admission et en ce que le dispositif d'échappement est agencé de ma nière que le retour des gaz brûlés à travers lui, vers le cylindre, coïncide pratiquement avec la fermeture de l'admission, pour la vi tesse supérieure de la gamme de vitesses de marche normale, et que, pour toutes les vi tesses de la gamme, inférieures à celle-ci, ce dispositif protège le contenu du cylindre contre un retour des gaz brûlés à son inté rieur par l'échappement encore ouvert. \ ?. Engine according to claim, characterized in that it is arranged so that the angular interval between the opening of the exhaust and that of the intake is fixed. 3. Engine according to claim, character ized in that the closing of the exhaust takes place after that of the intake and in that the exhaust device is arranged so that the return of the burnt gases through it, towards the cylinder, practically coincides with the closing of the intake, for the upper speed of the range of normal running speeds, and that, for all speeds of the range, below this one, this device protects the contents of the cylinder against a return of the burnt gases to its interior by the still open exhaust.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE951598C (en) * 1949-05-26 1956-10-31 Georg Werner Gaze Dipl Ing Two-stroke engine in which the kinetic energy of the exhaust gases can be used for charging

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DE951598C (en) * 1949-05-26 1956-10-31 Georg Werner Gaze Dipl Ing Two-stroke engine in which the kinetic energy of the exhaust gases can be used for charging

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