Procédé de fonctionnement d'un moteur à explosions à deux temps, et moteur pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les moteurs à explosions à deux temps connus dans lesquels le balayage est effectué en utilisant. le mélange carburé préalablement. préparé par un carburateur ont une consom- mation élevée due aux pertes par l'échappe ment d'une partie du mélange.
La présente invention a pour but. de remé dier à cet inconvénient, et a. pour objet un procédé de fonctionnement d'un moteur à explosions à deux temps qui, à cet effet, est caractérisé en ce qu'au. cours d'ttn cycle le cy lindre est balayé et rempli par de l'air pur introduit par une lumière découverte.
par le piston après qu'il a découvert une lumière d'échappement, un mélange riche d'air et de combustible étant insufflé clans le cylindre avant la fermeture de la lumière d'échappe ment, une partie de la charge ainsi formée dans le cylindre étant refoulée, pendant la course de compression, dans une chambre de mélange, dans laquelle du combustible arrive de faeon continue, pour former et emmagasi ner sous pression le mélange riche devant être insufflé dans le cylindre lors du cycle sui vant.
L'invention comprend également un mo teur à explosions à deux temps pour la mise en aeuvre de ce procédé, et caractérisé par une lumière d'admission et une lumière d'échappe- n:
ent commandées par le piston de faEon que la première soit découverte après la. seconde, par une chambre de mélange disposée dans la culasse (lu cylindre et séparée de la chambre de combustion par une soupape qui est soule vée de son siège pendant une partie de la course de compression, par un dispositif ame nant, de faccon continue, du combustible li- ouide à. un gicleur débouchant dans la cham bre de mélange, et. par une soufflante refou lant de l'air pur sous pression vers la lumière d'admission du cylindre.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un moteur pour la mise en oeuvre d'une forme d'exécution parti culière, également donnée à titre d'exemple, du procédé selon l'invention.
La fig. 1. est une coupe verticale axiale de cette forme d'exécution du moteur.
La fig. 2 est un plan et la fi-. 3 une vue de profil d'un organe de cette forme d'exé cution.
La fig. q est une épure circulaire illus trant le cycle de fonctionnement de cette l'orme d'exécution.
La fi-. 5 est un diagramme des variations de: la pression dans la chambre de mélange de cette forme d'exécution.
Le moteur à. explosions à deux temps re présenté comprend un cylindre 1 à chemise cle refroidissement 2, un carter 3, un piston 4, coulissant dans le cylindre et relié par la bielle 5 ait vilebrequin<B>6. 7</B> est la lumière d'échappement et 8 la lumière d'admission, ces lumières étant. commandées par le piston 4, de faon que la lumière 7 soit découverte avant la lumière 8.
Dans la cillasse 9 est ménagée une chambre de mélange 10 communiquant avec la chambre de combustion par un canal commandé par une soupape 11, dont la tige 12 est sollicitée par -Lin ressort de compression 13 tendant à appliquer la soupape 11 sur son siège. L'ouverture de cette soupape est. assurée par une came 14 à saillie 15 montée sui un arbre à cames 16 commandé par le vilebre- quin.
Un organe déflecteur à ailettes 17, repré senté séparément aux fig. 2 et 3, est disposé entre la soupape 11 et la chambre 10. 18 dé signe la bougie d'allumage.
Une soufflante 19, du type Foot, entraî née par le vilebrequin 6, est montée dans un carter fixé en 19' au côté du cylindre 1 et refoule de l'air pur sous pression par le canal 20 aboutissant à la lumière d'admission 8. Un papillon 21, fixé sur un arbre 22, et monté dans l'entrée 23, commande l'admission d'air à la soufflante.
Une pompe à engrenage 24, entraînée par le vilebrequin 6 reçoit du combustible liquide du réservoir 25 par une canalisation 26 et refoule ce combustible dans un canal 27 relié par -Lui tuyau 28à un ajutage 29 se terminant par un gicleur 30 débouchant dans la chan , bre de: mélange 10. Une soupape de retenue, constituée par une bille 31 soumise à l'action d'un ressort 32, est placée dans un élargisse ment 33 de l'ajutage 29.
Le canal de refoulement 27 de la pompe 24 est relié à l'aspiration par 1m canal de by- pass 35 commandé par un pointeau 3 7 coopé rant avec un orifice 36 et se vissant dans -un taraudage 38 du corps de la. pompe 24.
La tige du, pointeau 37 peut être tournée par un bras 39 relié par lute bielle à rotule 40 à une manivelle 41 d'un arbre horizontal 42 dont la rotation est commandée par le le vier 43 de l'accélérateur.
L'arbre 42 agit simultanément par le bras 44, la rotule 45, la bielle 46 et le bras 47, sur l'arbre 22 du papillon 21 commandant l'ad mission d'air à la soufflante 19. Une butée 48 limite le mouvement du, bras 47 dans le sens de l'ouverture du papillon 21 et une: butée 49 limite le mouvement de ce bras dans le s sens de la fermeture du papillon.
Le moteur décrit fonctionne de la façon suivante: Comme on le voit par l'épure de la fig. 4, en partant du point mort haut pendant. la course motrice, l'échappement s'ouvre lorsque le fond du piston commence à découvrir la lumière 7 à sa partie supérieure, palis peu après, la lumière d'admission 8 s'ouvre lors que le piston descend au-dessous de 8'. L'air c pur refoulé par la soufflante 19 est alors pro jeté dans le cylindre qui est vigoureusement balayé par de l'air pur seulement, ce balayage . se produisant sur un temps relativement long, comme on le voit par l'épure.
Lors de la re montée du piston, le balayage est poursuivi et le cylindre est rempli d'air pur. Juste avant la fermeture de la, lumière d'admission 8, la chambre de mélange 10 est mise en com munication avec le cylindre par soulèvement ; de la soupape 11 de son siège au moyen de la. came 14. 15.
La chambre de mélange 10 étant ouverte à lin moment où le cylindré est encore en communication avec l'échappement et où, par ; conséquent, la pression régnant dans le cy lindre est basse, le mélange riche d'air et de combustible sous pression supérieure se trou vant dans la chambre 7.0 est insufflé dans le cylindre, de sorte que dès la fermeture de f l'échappement, le piston effectue la. compres sion de la charge ainsi formée dans le cylin dre.
Toutefois., l'ouverture de la chambre 10 avant la fermeture de l'échappement ne cons- titue qu'une avance à l'insufflation permettant f de commencer aussitôt que possible l'intro duction du mélange riche qu'elle contient dans l'air contenu dans le cylindre, mais n'autori sant aucune perte de combustible par l'échap pement qui se ferme avant que du mélange! riche puisse arriver à la lumière 7.
La com pression se poursuivant, la soupape 11 reste ouverte pendant un temps prolongé, de sorte qu'une partie de la charge formée dans le cylindre est refoulée et comprimée dans la chambre 10 pour former une nouvelle charge (le mélange riche destinée à être insufflée lors du cycle suivant.<B>-A</B> 42 du point mort haut, la soupape 11 se ferme en séparant la chambre 7 0 de la chambre de combustion du cylindre, dan mlaquellelacompressioncontinue.Peuavant fin de la course de compression, la bougie 7 8 produit en -1 l'allumage clé la charge contenue dans le cylindre.
Le gicleur 30, débitant en continu du coin- bustible liquide clans la chambre 10, le mé lange emprisonné clans cette chambre se trouve enrichi d'une manière continue, de sorte qu'à la prochaine ouverture de la. sou pape 11, c'est un mélange considérablement enrichi d'air et de combustible qui est. insuf flé de la chambre 10 dans le cylindre, pour s'y diluer dans la masse d'air pur alors conte nue dans ce cylindre et y former la charge ayant les proportions voulues d'air et de com bustible.
Lorsque le mélange riche contenu dans la chambre 10 passe dans le cylindre, ce mé lange est brassé par l'organe déflecteur 17 qui agit, en outre, en sorte que ce mélange soit rapidement mêlé d'une manière intime à la nasse d'air contenue dans le cylindre. De plus, lorsqu'au cours de la course de compres sion (lu piston, une partie de la charge for- inée dans le cylindre est refoulée dans la.
chambre 10, la présence de l'organe déflec teur 17 provoque une turbulence rotative ra pide du contenu clé la chambre 1.0, cette tur bulence étant particulièrement favorable. à une distribution très uniforme du combusti- blé liquide injecté par le gicleur 30, de sorte que le mélange enrichi insufflé de la chambre 10 dans le cylindre au moment de l'ouverture dc la soupape 11 contient. le combustible li quide à l'état de très fine division.
Le mé lange riche se présente donc sous une forme très favorable pour être lui-mêmedistribué uni- forménrent dans la masse d'air contenue dans le cylindre..
La fig. 5 montre la variation de la pres sion dans la chambre 7 0 en fonction de l'angle de manivelle. Si l'on admet que la soupape 11 est. refermée au moment où la compression dans le cylindre a atteint 4 kg au cm', c'est Lin mélange sous cette pression qui se trouve emprisonné dans la chambre 10.
Lorsque cette chambre s'ouvre au début de la compression, c'est-à-dire à un moment où l'échappement est encore ouvert, la pression régnant dans le cy lindre étant faible, à savoir peu au-dessus de la pression atmosphérique, le: mélange riche contenu dans la chambre 10 est insufflé direc tement dans le cylindre, de sorte que la. pres sion tombe clans cette chambre, comme le montre la fi-. 5, vers la fermeture de l'éelrap- pement, soit à 59 de rotation,, après le point mort bas.
Dès que l'échappement est refermé, <B>la</B> pression s'élève de nouveau dans le cylindre et la chambre 10 est refermée à peu près à 1:18 après le, point mort. bas, au moment où la pression de compression a atteint. environ 1- kg.
L'accélérateur 43 agit simultanément, par la timonerie décrite ci-dessus, d'une part, sur le papillon 21 réglant l'admission d'air à la soufflante et., d'autre part, sur le pointeau 37 commandant le retour du combustible par les canaux 36. 35. En conséquence, lorsqu'on appuie sur l'accélérateur pour ouvrir le pa pillon 21, en augmentant. ainsi la pression et donc le débit de l'air refoulé par la. souf flante, on visse en même temps la tige du pointeau 37 dans le taraudage 38 pour obtu rer davantage l'orifice 36 en étranglant, le re tour de combustible liquide par le canal 35, ce quia pour effet d'élever la pression de refou lement dans le canal 27 et le.
tuyau 28 et, par suite, d'augmenter le débit. du combustible liquide injecté dans la chambre 10 par le gi cleur 30.
On signale tout particulièrement que dans le moteur décrit les conditions requises, à sa voir le mouvement, la chaleur et. la durée, pour la. formation d'un mélange carburé ho- r:iogène sont, remplies dans la. chambre 10.
Le mouvement est. produit par l'organe 17, la chaleur est due à la compression adiabatique (le gaz en mouvement est porté à environ 150 C sous une pression de l'ordre de 4 kg au cm2) et la durée est assurée par la somme des temps élémentaires suivants: fin de la course de compression, course de détente en tière, échappement, balayage, début de la course de compression, soit environ le temps mis par le moteur pour faire 3@ de tour de manivelle.
La turbulence rotative rapide commani- duée au contenu de la chambre 10 entraîne le combustible liquide sortant du gicleur, qui se trouve ainsi finement distribué dans la chambre 10 et y est vaporisé par la chaleur produite, la longue durée assurant la forma tion d'un mélange riche très intime.
Dans le moteur décrit, le mélange riche se forme dans la chambre 10 sous une tempéra ture très nettement supérieure à la tempéra ture de vaporisation du carburant, ce qui rem- plit les conditions requises pour l'utilisation de carburants moins volatils que l'essence, ri ches en alcool et même de l'alcool pur.
Dans une autre forme d'exécution, le mo teur pourrait comprendre plusieurs cylin dres identiques à celui du moteur décrit en référence aux fig. 1 à 3, tous ces cylindres étant alimentés par une seule pompe à com bustible et par -une seule soufflante entraînées par 1e vilebrequin, le dispositif de réglage étant identique à celui décrit ci-dessus.
On peut aussi -utiliser une pompe à mem brane pour refouler le combustible à la place de la pompe à engrenage indiquée aux fig. 1 à 3.
Method of operating a two-stroke explosion engine, and engine for implementing this method. The known two-stroke combustion engines in which the sweeping is carried out using. the fuel mixture beforehand. prepared by a carburetor have a high consumption due to losses by the escape of part of the mixture.
The present invention aims. to remedy this drawback, and a. as an object a method of operating a two-stroke explosion engine which, for this purpose, is characterized in that. during the cycle, the cylinder is swept and filled with clean air introduced by an uncovered light.
by the piston after it has discovered an exhaust port, a rich mixture of air and fuel being blown into the cylinder before the exhaust port closes, part of the charge thus formed in the cylinder being discharged, during the compression stroke, into a mixing chamber, into which fuel continuously arrives, to form and store under pressure the rich mixture to be blown into the cylinder in the next cycle.
The invention also comprises a two-stroke explosion engine for implementing this method, and characterized by an intake port and an exhaust port:
ent controlled by the piston so that the first is discovered after the. second, by a mixing chamber arranged in the cylinder head (the cylinder and separated from the combustion chamber by a valve which is lifted from its seat during part of the compression stroke, by a drive device, continuously, liquid fuel through a nozzle opening into the mixing chamber, and through a blower delivering clean air under pressure to the cylinder inlet port.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of an engine for the implementation of a particular embodiment, also given by way of example, of the method according to the invention.
Fig. 1. is an axial vertical section of this embodiment of the engine.
Fig. 2 is a plane and the fi-. 3 a profile view of a member of this embodiment.
Fig. q is a circular diagram illustrating the operating cycle of this execution elm.
The fi-. 5 is a diagram of the variations of: the pressure in the mixing chamber of this embodiment.
The engine at. two-stroke explosions re presented includes a cylinder 1 with cooling key jacket 2, a crankcase 3, a piston 4, sliding in the cylinder and connected by the connecting rod 5 to the crankshaft <B> 6. 7 </B> is the exhaust light and 8 the intake light, these lights being. controlled by the piston 4, so that the lumen 7 is discovered before the lumen 8.
In the cylinder 9 is provided a mixing chamber 10 communicating with the combustion chamber by a channel controlled by a valve 11, the rod 12 of which is biased by -Lin compression spring 13 tending to apply the valve 11 on its seat. The opening of this valve is. provided by a cam 14 with a projection 15 mounted on a camshaft 16 controlled by the crankshaft.
A finned deflector member 17, shown separately in FIGS. 2 and 3, is disposed between the valve 11 and the chamber 10. 18 denotes the spark plug.
A fan 19, of the Foot type, driven by the crankshaft 6, is mounted in a housing fixed at 19 'to the side of the cylinder 1 and delivers pure air under pressure through the channel 20 leading to the intake port 8 A butterfly 21, fixed on a shaft 22, and mounted in the inlet 23, controls the air admission to the fan.
A gear pump 24, driven by the crankshaft 6 receives liquid fuel from the tank 25 via a pipe 26 and delivers this fuel in a channel 27 connected by the pipe 28 to a nozzle 29 ending in a nozzle 30 opening into the channel, bre de: mixture 10. A check valve, consisting of a ball 31 subjected to the action of a spring 32, is placed in an enlargement 33 of the nozzle 29.
The delivery channel 27 of the pump 24 is connected to the suction by 1m bypass channel 35 controlled by a needle 37 cooperating with an orifice 36 and screwed into a thread 38 of the body of the. pump 24.
The rod of the needle 37 can be rotated by an arm 39 connected by the ball joint 40 to a crank 41 of a horizontal shaft 42 whose rotation is controlled by the lever 43 of the accelerator.
The shaft 42 acts simultaneously by the arm 44, the ball 45, the connecting rod 46 and the arm 47, on the shaft 22 of the butterfly valve 21 controlling the admission of air to the fan 19. A stop 48 limits the movement. du, arm 47 in the direction of the opening of the butterfly 21 and a stop 49 limits the movement of this arm in the direction of the closing of the butterfly.
The motor described operates as follows: As can be seen from the sketch in FIG. 4, starting from top dead center during. the driving stroke, the exhaust opens when the bottom of the piston begins to uncover the lumen 7 at its top, palis shortly thereafter the intake lumen 8 opens as the piston descends below 8 ' . The pure air c delivered by the fan 19 is then projected into the cylinder which is vigorously swept by only pure air, this sweep. occurring over a relatively long time, as can be seen from the sketch.
When the piston rises again, the sweeping is continued and the cylinder is filled with pure air. Just before the closing of the inlet port 8, the mixing chamber 10 is brought into communication with the cylinder by lifting; of the valve 11 from its seat by means of the. cam 14. 15.
The mixing chamber 10 being open when the cylinder is still in communication with the exhaust and where, by; Consequently, the pressure in the cylinder is low, the rich mixture of air and fuel under higher pressure in chamber 7.0 is blown into the cylinder, so that as soon as the exhaust is closed, the piston performs the. compression of the load thus formed in the cylinder dre.
However, the opening of the chamber 10 before the closing of the exhaust only constitutes an advance to the insufflation allowing the introduction as soon as possible of the introduction of the rich mixture which it contains into the air. air contained in the cylinder, but not allowing any loss of fuel through the exhaust which closes before mixing! rich can come to light 7.
As the pressure continues, the valve 11 remains open for an extended time, so that part of the charge formed in the cylinder is discharged and compressed in the chamber 10 to form a new charge (the rich mixture intended to be blown in during the next cycle. <B> -A </B> 42 from top dead center, the valve 11 closes, separating the chamber 7 0 from the combustion chamber of the cylinder, in which the compression continues. Shortly before the end of the compression stroke, spark plug 7 8 produces the charge contained in the cylinder at -1 key ignition.
The nozzle 30, continuously delivering liquid coin- bustible clans chamber 10, the mixture trapped in this chamber is continuously enriched, so that the next opening of the. under Pope 11, it is a considerably enriched mixture of air and fuel that is. blowing the chamber 10 into the cylinder, to dilute therein in the mass of pure air then contained in this cylinder and to form therein the charge having the desired proportions of air and fuel.
When the rich mixture contained in the chamber 10 passes through the cylinder, this mixture is stirred by the deflector member 17 which further acts so that this mixture is rapidly mixed intimately with the air trap. contained in the cylinder. In addition, when during the compression stroke (the piston, part of the load formed in the cylinder is forced back into the.
chamber 10, the presence of the deflector member 17 causes a rapid rotary turbulence of the key contents of the chamber 1.0, this turbulence being particularly favorable. to a very uniform distribution of the liquid fuel injected by the nozzle 30, so that the enriched mixture blown from the chamber 10 into the cylinder at the time of the opening of the valve 11 contains. the liquid fuel in the state of very fine division.
The rich mixture is therefore in a very favorable form to be itself uniformly distributed in the mass of air contained in the cylinder.
Fig. 5 shows the variation of the pressure in the chamber 70 as a function of the crank angle. If we assume that the valve 11 is. closed when the compression in the cylinder has reached 4 kg per cm ', it is the mixture under this pressure which is trapped in chamber 10.
When this chamber opens at the start of compression, that is to say at a time when the exhaust is still open, the pressure in the cylinder being low, namely slightly above atmospheric pressure , the: rich mixture contained in chamber 10 is blown directly into the cylinder, so that the. pressure falls in this chamber, as shown in fig. 5, towards the closing of the collection, ie at 59 ° of rotation, after bottom dead center.
As soon as the exhaust is closed, <B> </B> pressure rises in the cylinder again and chamber 10 is closed at approximately 1:18 after neutral. low, when the compression pressure has reached. about 1- kg.
The accelerator 43 acts simultaneously, by the linkage described above, on the one hand, on the throttle 21 regulating the air admission to the fan and, on the other hand, on the needle 37 controlling the return of the air. fuel through the channels 36. 35. Accordingly, when the accelerator is pressed to open the flap 21, increasing. thus the pressure and therefore the flow rate of the air delivered by the. blowing, at the same time the needle rod 37 is screwed into the thread 38 to further close the orifice 36 by restricting the return of liquid fuel through the channel 35, which has the effect of raising the discharge pressure. lement in channel 27 and the.
pipe 28 and, consequently, to increase the flow. liquid fuel injected into chamber 10 by nozzle 30.
It is particularly pointed out that in the engine describes the conditions required, to its seeing movement, heat and. the duration, for the. formation of a hydrogen fuel mixture is filled in the. bedroom 10.
The movement is. produced by member 17, the heat is due to adiabatic compression (the moving gas is brought to about 150 C under a pressure of the order of 4 kg per cm2) and the duration is ensured by the sum of the elementary times following: end of the compression stroke, full rebound stroke, exhaust, sweep, start of the compression stroke, ie approximately the time taken by the engine to make 3 @ turns of the crank.
The rapid rotating turbulence controlled by the contents of chamber 10 entrains the liquid fuel exiting the nozzle, which is thus finely distributed in chamber 10 and is vaporized there by the heat produced, the long duration ensuring the formation of a very intimate rich blend.
In the engine described, the rich mixture forms in chamber 10 at a temperature much higher than the vaporization temperature of the fuel, which fulfills the conditions required for the use of fuels less volatile than gasoline. , high in alcohol and even pure alcohol.
In another embodiment, the engine could comprise several cylinders identical to that of the engine described with reference to FIGS. 1 to 3, all these cylinders being supplied by a single fuel pump and by a single blower driven by the crankshaft, the adjustment device being identical to that described above.
It is also possible to use a diaphragm pump to deliver fuel instead of the gear pump shown in fig. 1 to 3.