Machine à au moins un piston libre. L'invention a pour objet une machine à au moins un piston libre à combustion interne à allumage par compression.
Cette machine pourrait être, par exemple, une machine à pistons libres opposés à deux temps comprenant un cylindre moteur com mun dans lequel travaillent les éléments mo teurs des deux pistons et dans laquelle une partie ou la totalité de l'air comprimé dans la partie compresseur sert à balayer et à rem plir le cylindre moteur. Cependant, cette machine pourrait aussi être une machine dont le cylindre moteur fonctionne à quatre temps.
Dans une telle machine au moins le point extrême intérieur atteint par le piston à la fin de la compression de la charge de remplis sage dans le cylindre moteur (c'est-à-dire le point mort intérieur) varie habituellement au cours du fonctionnement.
La machine suivant l'invention est carac térisée par un dispositif sensible à la pression moyenne régnant dans un espace compresseur de la machine, et influençant le dispositif d'injection du combustible dans le cylindre moteur, de façon que le point de la course du piston libre où commence l'injection varie en fonction de ladite pression moyenne.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation de la machine selon l'invention.
La fig. 1 montre cette forme d'exécution schématiquement en élévation avec coupe partielle, et la fig. 2 montre en coupe, à plus grande échelle, le mécanisme de réglage de cette forme d'exécution.
Si on se reporte d'abord à la fig. 1, on voit que la forme d'exécution représentée est un générateur de gaz à combustion interne à pis tons libres comprenant un cylindre moteur 101, deux cylindres compresseurs 102 et deux cylindres accumulateurs 103, disposés sur une même ligne que le cylindre moteur de part et d'autre de ce cylindre. Ce générateur com prend de plus deux pistons libres, chacun se composant d'un élément- moteur 104, d'un élément compresseur 105 et d'un élément accumulateur 106, effectuant des déplace ments alternatifs opposés dans les cylindres,
ces deux pistons étant reliés par des biellettes 107 à un balancier 108 articulé sur le bâti de la machine.
L'air pénètre dans les cylindres compres seurs 102 par les ouvertures d'admission d'air 14 et par les soupapes d'admission 112, et il sort de ces cylindres par les soupapes de sortie 13 et les conduites de transvasement 15. L'air comprimé pénètre dans le cylindre moteur 101 dès que les lumières de balayage 101a sont découvertes par l'un des éléments moteurs 104 et les produits de combustion avec l'air de balayage s'échappent du cylin dre moteur 101 dès que les lumières d'échap pement 101b sont découvertes par l'autre élément moteur, puis ces gaz passent par la conduite 16 qui aboutit à une turbine à gaz (non représentée).
Le combustible est injecté dans le cylin dre de combustion<B>101</B> par une pompe à com bustible 1 à piston plongeur pourvue de la crémaillère la de commande du débit de combustible; ce combustible passe par la tubulure 17, le distributeur de combustible <B>118</B> et les tuyaux 119 qui aboutissent aux injecteurs de combustible 109. La pompe à combustible 1 est actionnée par une came 2 à laquelle est communiqué un mouvement d'oscillation par les pistons libres qui sont reliés à cette came par le levier 120 et la biellette 121.
Un levier 3 actionnant le piston de la pompe 1 est articulé sur l'axe fixe 4 situé d'un côté de la came 2 et porte, de l'autre côté par rapport à l'arbre de came, un axe d'arti culation 5, l'axe de la came 2 et les axes d'articulation 4 et 5 étant dans le même plan quand la pompe à combustible n'est pas en mouvement. Deux bras égaux 6 et 7, por tés respectivement par les axes 5 et 4, ont leurs extrémités libres articulées sur une biellette 8,
de façon à former un parallélo- gramme articulé. L'organe actionné par la came est un galet 9 monté en un point de la biellette 8 de telle façon que, pendant le mouvement des bras 6, 7 et 8 par rapport au levier 3, le déplacement du galet 9 s'effectue suivant un arc de cercle autour de l'axe de la came 2, le galet 9 roulant sur la périphérie de la came 2.
Un prolongement 7a du bras 7 est relié au piston de servomoteur 10 qui se déplace d'un mouvement de va-et-vient dans un cylindre 11, de telle sorte que ce bras peut ainsi être amené à différentes positions angu laires pour faire déplacer le galet 9 à des posi tions variables augulairement autour de la came de combustible 2.
L'alimentation en fluide du cylindre 11 est commandée par le distributeur 113. La pression moyenne régnant dans l'espace com presseur d'un des cylindres 102 agit sur une membrane 114 fermant une chambre 115 qui communique avec cet espace compresseur par le petit orifice d'étranglement réglable 116.
Le déplacement de la membrane est transmis directement par une tige au tiroir du distributeur 113 de telle sorte qu'une variation dans la pression moyenne régnant dans l'espace compresseur fait déplacer ce tiroir du distributeur 113 dans un sens ou dans l'autre; le déplacement résultant du piston 10 qui est transmis par l'intermédiaire du ressort 117 à la membrane 114 et au tiroir du distributeur 113 continue jusqu'à ce que le tiroir du distributeur 113 soit ramené à sa. position normale de fermeture, la membrane 114 étant ainsi ramenée également à une posi tion normale.
Dans cette position, la pression du ressort. 117 équilibre la pression d'air dans la chambre 115 et la position du piston 10 correspond à cette dernière pression. Le mouvement du piston 10 fera tourner les bras 6, 7 et 8 par rapport au levier 3 et déplacera par conséquent le galet 9 autour de la came, de sorte que ce galet est actionné plus tôt oït plus tard par la partie saillante de la came 2 et le début de l'injection de combustible est avancé ou retardé.
Quand les pistons libres se déplacent, la came 2 oscille; quand ces pistons libres s'ap prochent du point mort intérieur, la came en un point qui dépend de la position angu laire à laquelle a été amené le galet 9 autour de cette came - entraîne ce galet 9 en dépla çant solidairement ce galet, le mécanisme articulé et le levier 3 pour actionner la pompe à combustible 1. Ce mouvement et par suite la course de la pompe 1 sont déterminés par les dimensions de la came 2 et sont pratique ment indépendants du moment variable où commence le fonctionnement de la pompe.
Machine with at least one free piston. The subject of the invention is a machine with at least one free piston with internal combustion compression ignition.
This machine could be, for example, a two-stroke opposed free piston machine comprising a common motor cylinder in which the motor elements of the two pistons work and in which part or all of the compressed air in the compressor part. is used to sweep and fill the engine cylinder. However, this machine could also be a machine with a four-stroke engine cylinder.
In such a machine at least the inner end point reached by the piston at the end of the compression of the filling load in the engine cylinder (i.e. the inner dead center) usually varies during operation.
The machine according to the invention is characterized by a device sensitive to the average pressure prevailing in a compressor space of the machine, and influencing the device for injecting fuel into the engine cylinder, so that the point of the piston stroke where the injection begins varies as a function of said average pressure.
The drawing shows, by way of example, an embodiment of the machine according to the invention.
Fig. 1 shows this embodiment schematically in elevation with partial section, and FIG. 2 shows in section, on a larger scale, the adjustment mechanism of this embodiment.
If we first refer to fig. 1, it can be seen that the embodiment shown is an internal combustion gas generator with free pis tons comprising an engine cylinder 101, two compressor cylinders 102 and two accumulator cylinders 103, arranged on the same line as the engine cylinder on the other hand on the other side of this cylinder. This generator also comprises two free pistons, each consisting of a motor element 104, a compressor element 105 and an accumulator element 106, performing opposite reciprocating movements in the cylinders,
these two pistons being connected by connecting rods 107 to a balance 108 articulated on the frame of the machine.
The air enters the compressor cylinders 102 through the air intake openings 14 and through the intake valves 112, and it leaves these cylinders through the outlet valves 13 and the transfer lines 15. compressed air enters the engine cylinder 101 as soon as the scanning lights 101a are discovered by one of the driving elements 104 and the combustion products with the scavenging air escape from the engine cylinder 101 as soon as the lights of Exhaust 101b are discovered by the other driving element, then these gases pass through line 16 which ends in a gas turbine (not shown).
The fuel is injected into the combustion cylinder <B> 101 </B> by a plunger fuel pump 1 provided with the fuel flow control rack; this fuel passes through the pipe 17, the fuel distributor <B> 118 </B> and the pipes 119 which lead to the fuel injectors 109. The fuel pump 1 is actuated by a cam 2 to which a movement d is communicated. oscillation by the free pistons which are connected to this cam by the lever 120 and the rod 121.
A lever 3 actuating the piston of the pump 1 is articulated on the fixed axis 4 located on one side of the cam 2 and carries, on the other side with respect to the cam shaft, an articulation axis 5, the axis of the cam 2 and the articulation axes 4 and 5 being in the same plane when the fuel pump is not in motion. Two equal arms 6 and 7, carried respectively by the axes 5 and 4, have their free ends articulated on a connecting rod 8,
so as to form an articulated parallelogram. The member actuated by the cam is a roller 9 mounted at a point on the rod 8 such that, during the movement of the arms 6, 7 and 8 relative to the lever 3, the movement of the roller 9 takes place in a circular arc around the axis of the cam 2, the roller 9 rolling on the periphery of the cam 2.
An extension 7a of the arm 7 is connected to the servomotor piston 10 which moves in a reciprocating motion in a cylinder 11, so that this arm can thus be brought to different angular positions to move the cylinder. roller 9 in positions that are variable in size around the fuel cam 2.
The supply of fluid to cylinder 11 is controlled by distributor 113. The average pressure prevailing in the compressor space of one of the cylinders 102 acts on a membrane 114 closing a chamber 115 which communicates with this compressor space through the small orifice. adjustable throttle 116.
The displacement of the membrane is transmitted directly by a rod to the spool of the distributor 113 so that a variation in the average pressure prevailing in the compressor space causes this spool of the distributor 113 to move in one direction or the other; the resulting displacement of the piston 10 which is transmitted through the spring 117 to the diaphragm 114 and to the spool of the distributor 113 continues until the spool of the distributor 113 is returned to its. normal closed position, the membrane 114 thus also being returned to a normal position.
In this position, the spring pressure. 117 balances the air pressure in the chamber 115 and the position of the piston 10 corresponds to this latter pressure. The movement of the piston 10 will rotate the arms 6, 7 and 8 relative to the lever 3 and will therefore move the roller 9 around the cam, so that this roller is actuated earlier or later by the protruding part of the cam 2 and the start of fuel injection is advanced or delayed.
When the free pistons move, the cam 2 oscillates; when these free pistons approach the internal dead center, the cam at a point which depends on the angular position to which the roller 9 has been brought around this cam - drives this roller 9 by moving this roller integrally, the articulated mechanism and the lever 3 for actuating the fuel pump 1. This movement and therefore the stroke of the pump 1 are determined by the dimensions of the cam 2 and are practically independent of the variable moment at which the operation of the pump begins.