FR2619856A2 - Device for varying, while running, the volume of the combustion chamber of internal combustion engines - Google Patents

Device for varying, while running, the volume of the combustion chamber of internal combustion engines Download PDF

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Abstract

The invention relates to a device for varying, while running, the volume of the combustion chamber of an internal combustion engine. In this device, the spark plug 30, or the injector, is at the centre of the movable element or small piston 3. The spark plug itself, or the injector itself, may constitute the movable element which causes the volume of the combustion chamber 9 to vary, and suitable means are provided for connecting the spark plug or the injector. Valves may be placed in the cylinder head, right around the spark plug or the injector. Taking off the superstructure of the device can be done very easily after simply unscrewing the nuts or bolts which fix the cover 5 to the cylinder head 2. The invention can be applied to internal combustion engines.

Description

La présente addition concerne un perfectionnement à l'objet du brevet d'invention principal no 86.03483 demandé le 12 mars 1986. This addition relates to an improvement to the subject of main patent No. 86.03483 requested on March 12, 1986.

Ce dispositif permet d'augmenter considérablement la puissance spécifique des moteurs tout en assurant un excellent rendement. Cependant, il est désirable que les moteurs, qui en sont équipés, respirent très largement. Pour cela, il importe de ménager, dans la culasse, un maximum de place pour les soupapes et de les disposer au mieux. C'est un objectif de la présente addition. This device considerably increases the specific power of the engines while ensuring excellent efficiency. However, it is desirable that the engines, which are equipped with it, breathe very widely. For this, it is important to provide, in the cylinder head, a maximum of space for the valves and to arrange them as well as possible. This is an objective of this addition.

D'autres caractéristiques de l'addition apparaitront au cours de la description qui suivra en se reportant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation actuellement préféré de l'addition et dans lesquels
- la figure 1 est une vue fragmentaire en coupe axiale d'un cylindre et de la culasse d'un moteur à combustion interne pourvu du perfectionnement conforme à l'addition
- la figure la est une vue en coupe transversale suivant la ligne Ia-Ia de la figure i
- la figure lb est une vue fragmentaire isolée de l'élément mobile auquel est incorporé la bougie d'allumage ou l'injecteur ;
- la figure 2 est semblable à la figure 1 mais montre un connecteur spécial pour le fil de bougie d'allumage
- la figure 2a est une vue fragmentaire en coupe représentant un connecteur pour fil de bougie ;;
- la figure 2b est une vue fragmentaire en coupe représentant un connecteur pour tube d'injection
- la figure 3 est une vue semblable à la figure 1 ou 2 mais représentant une variante ; et
- la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 mais représentant une autre variante.Other characteristics of the addition will appear during the description which follows with reference to the appended drawings given solely by way of example illustrating a currently preferred embodiment of the addition and in which
- Figure 1 is a fragmentary view in axial section of a cylinder and the cylinder head of an internal combustion engine provided with the improvement according to the addition
- Figure la is a cross-sectional view along line Ia-Ia of Figure i
- Figure lb is a fragmentary isolated view of the movable member which is incorporated in the spark plug or the injector;
- Figure 2 is similar to Figure 1 but shows a special connector for the spark plug wire
- Figure 2a is a fragmentary sectional view showing a connector for spark plug wire;
- Figure 2b is a fragmentary sectional view showing a connector for an injection tube
- Figure 3 is a view similar to Figure 1 or 2 but showing a variant; and
- Figure 4 is a view similar to Figure 3 but showing another variant.

La figure 1 montre schématiquement un dispositif dans lequel la bougie d'allumage 30 ou l'injecteur, est
soit placé dans l'élément mobile ou petit piston 3, soit incorporé à celui-ci en en formant une partie intégrante 32. La bougie d'allumage 30 ou l'injecteur est placé au centre de l'élément mobile ou petit piston 3 qui voyage verticalement dans l'axe du cylindre moteur.FIG. 1 schematically shows a device in which the spark plug 30 or the injector is
either placed in the mobile element or small piston 3, or incorporated therein forming an integral part 32. The spark plug 30 or the injector is placed in the center of the mobile element or small piston 3 which travels vertically in the axis of the engine cylinder.

Cette disposition centrale de la bougie ou de l'injecteur permet de disposer les soupapes, dans la culasse, tout autour de la bougie ou de l'injecteur. This central arrangement of the spark plug or the injector allows the valves to be placed in the cylinder head, all around the spark plug or the injector.

Le plateau 33 fait corps avec une partie tubulaire 34 filetée intérieurement et est muni d'ergots 35 coulissant dans des rainures 31 pratiquées dans le boîtier 5. Le plateau 33 est vissé sur le petit piston 3. Grâce à ces ergots et à ces rainures, le plateau 33 et le petit piston 3 ne peuvent pas tourner. Quand la vis 6, entratnée par l'élément de transmission 8, tourne dans un sens ou dans l'autre, le petit piston 3 monte ou descend. The plate 33 is integral with a tubular part 34 internally threaded and is provided with lugs 35 sliding in grooves 31 made in the housing 5. The plate 33 is screwed on the small piston 3. Thanks to these lugs and these grooves, the plate 33 and the small piston 3 cannot rotate. When the screw 6, driven by the transmission element 8, turns in one direction or the other, the small piston 3 goes up or down.

La bougie ou l'injecteur, étant fixé au plateau 33, voyage avec celui-ci et avec le petit piston 3 dont les déplacements font varier le volume de la chambre de combustion 9. Ce volume augmente quand la bougie ou l'injecteur monte et ce volume diminue quand la bougie ou l'injecteur descend. L'invention prévoit un moyen de relier la bougie au distributeur d'allumage ou l'injecteur à la pompe d'injection, de manière adéquate pendant ces déplacements. The spark plug or the injector, being fixed to the plate 33, travels with the latter and with the small piston 3 whose movements vary the volume of the combustion chamber 9. This volume increases when the spark plug or the injector rises and this volume decreases when the candle or the injector descends. The invention provides a means of connecting the spark plug to the ignition distributor or the injector to the injection pump, in an appropriate manner during these movements.

Le fil de la bougie ou le tube d'injection est rigide à partir de la bougie ou de l'injecteur, passe en biais dans le plateau 33 auquel est fixé puis devient vertical en 36 et entre dans un connecteur spécial 37 fixé au bottier 5 pour être connecté, à l'extérieur du dispositif, à un fil venant du distributeur d'allumage ou à un tube venant de la pompe d'injection.The wire of the spark plug or the injection tube is rigid from the spark plug or the injector, passes obliquely into the plate 33 to which is fixed then becomes vertical at 36 and enters a special connector 37 fixed to the case 5 to be connected, outside the device, to a wire coming from the ignition distributor or to a tube coming from the injection pump.

La figure 2 montre schématiquement ce connecteur spécial 37 dans lequel s'engage un fil de bougie rigide. Figure 2 shows schematically this special connector 37 in which engages a rigid spark plug wire.

La figure 2a schématise un connecteur pour fil de bougie.  Figure 2a shows schematically a connector for spark plug wire.

La figure 2b schématise un connecteur pour tube d'injection. Figure 2b shows a connector for an injection tube.

La figure 3 montre une variante dans laquelle l'invention prévoit un fil de bougie - ou un tube d'injection - droit, vertical et rigide depuis la bougie ou l'injecteur, passant par le plateau 33 dans lequel il est fixé, ce qui ne pose pas de problème puisque le plateau 33 et le fil de bougie - ou le tube d'injection - rigide voyagent ensemble ; plus haut, le fil de bougie - le tube d'injection - toujours rigide, tout droit et vertical, passe par le centre du plateau 33 puis librement et facilement par un canal cylindrique foré dans la vis 6 puis par un trou percé dans l'élément de transmission 8 ou 48 (figure 3 et 4) fixé sur cette vis 6.Le fil de bougie - ou le tube d'injection - reste rigide Jusqu'à sa partie supérieure qui est connectée : soit à un fil de bougie - ou un tube d'injection - flexible, venant respectivement du distributeur d'allumage ou de la pompe d'injection, soit à un connecteur spécial schématisé aux figures 2a (fil) et 2b (tube). Figure 3 shows a variant in which the invention provides a spark plug wire - or an injection tube - straight, vertical and rigid from the spark plug or the injector, passing through the plate 33 in which it is fixed, which not a problem since the plate 33 and the spark plug wire - or the rigid injection tube - travel together; higher, the spark plug wire - the injection tube - always rigid, straight and vertical, passes through the center of the plate 33 then freely and easily through a cylindrical channel drilled in the screw 6 then through a hole drilled in the transmission element 8 or 48 (FIGS. 3 and 4) fixed on this screw 6. The spark plug wire - or the injection tube - remains rigid Up to its upper part which is connected: either to a spark plug wire - or an injection tube - flexible, coming respectively from the ignition distributor or from the injection pump, or to a special connector shown diagrammatically in FIGS. 2a (wire) and 2b (tube).

Le dispositif comporte, en cas d'allumage par bougie, un connecteur spécial (figure 2a) composé d'un bottier 38 en bakélite ou en une autre matière isolante dans lequel voyage l'extrémité du fil de bougie rigide sur laquelle est soudée une électrode métallique 39 qui voyage verticalement le long d'une plaquette métallique 40, bonne conductrice, noyée dans la paroi de gauche (sur la figure 2a) du bottier 38 et pourvue d'une connexion 40a-40b au fil de bougie venant du distributeur d'allumage. The device comprises, in the event of ignition by candle, a special connector (FIG. 2a) composed of a boot 38 made of bakelite or another insulating material in which the end of the rigid candle wire travels on which an electrode is welded metal 39 which travels vertically along a metal plate 40, good conductor, embedded in the left wall (in Figure 2a) of the shoemaker 38 and provided with a connection 40a-40b to the spark plug wire coming from the distributor ignition.

Dans le cas de l'allumage par compression comme dans les moteurs Diesel, le dispositif comporte un connecteur spécial (figure 2b) dont la pièce principale est une gaine 41 en acier à haute résistance dans laquelle voyage, verticalement, l'extrémité du tube d'injection en passant par une boIte à bourrage 42 faisant corps avec la gaine 41, laquelle possède, à sa partie supérieure, une sortie 43 prévue pour connexion à un tube d'injection venant de la pompe d'injection du moteur. In the case of compression ignition as in diesel engines, the device comprises a special connector (Figure 2b) whose main part is a sheath 41 of high strength steel in which travels, vertically, the end of the tube d injection through a stuffing box 42 integral with the sheath 41, which has, at its upper part, an outlet 43 provided for connection to an injection tube coming from the injection pump of the engine.

Dans la boute à bourrage 42 se trouvent des joints annulaires dont la section est en U, lesquels assurent l'étanchéité par le fait que la pression, exercée par le carburant, applique les parties verticales du U contre les parois intérieures-de la botte à bourrage et contre la paroi extérieure du tube d'injection à l'endroit de son passage dans les joints. In the stuffing bottle 42 there are annular seals, the cross section of which is U-shaped, which ensure that the pressure exerted by the fuel presses the vertical parts of the U against the inner walls of the boot. jamming and against the outside wall of the injection tube at the point of its passage through the seals.

L'invention prévoit l'utilisation de bougies ou d'injecteurs formant eux-mêmes les éléments mobiles ou petits pistons 3 et dont la hauteur sera réduite au minimum afin de diminuer l'encombrement en hauteur du moteur. The invention provides for the use of spark plugs or injectors themselves forming the mobile elements or small pistons 3 and the height of which will be reduced to a minimum in order to reduce the overall height of the engine.

Elle prévoit également la dépose facile et rapide de l'ensemble de la superstructure du dispositif fixée sur la culasse en desserrant simplement les écrous ou les vis qui fixent le boîtier 5 sur la culasse 2. En cas d'encrassement ou de défectuosité de la bougie ou de l'injecteur, il suffira de disposer d'un tel ensemble de rechange pour effectuer un dépannage immédiat. It also provides for quick and easy removal of the entire superstructure of the device attached to the cylinder head by simply loosening the nuts or screws which fix the housing 5 to the cylinder head 2. In the event of fouling or defective plug or the injector, it will suffice to have such a spare set for immediate troubleshooting.

La figure 3 montre schématiquement un dispositif pourvu d'un support ou carter 45 fixé ou monté sur le bottier 5 et qui supporte le connecteur spécial 37 et comporte un bossage 49 dans lequel se trouve un coussinet 50. FIG. 3 schematically shows a device provided with a support or casing 45 fixed or mounted on the case 5 and which supports the special connector 37 and comprises a boss 49 in which there is a bearing 50.

Dans le coussinet 50 tourne un arbre 51 entraîné par l'élément de transmission 8 et commandant la vis 6 par l'intermédiaire des engrenages d'angle 47 et 48. In the bearing 50 turns a shaft 51 driven by the transmission element 8 and controlling the screw 6 via the angle gears 47 and 48.

La figure 4 montre schématiquement un dispositif pourvu d'un support ou carter 45 tel que décrit ci-dessus, dans lequel tourne l'arbre 51 accouplé par l'accouplement 52 à un servo-moteur 53 monté sur un support 54. FIG. 4 schematically shows a device provided with a support or casing 45 as described above, in which the shaft 51 rotates coupled by the coupling 52 to a servomotor 53 mounted on a support 54.

Le servo-moteur 53, asservi soit à l'accélérateur, soit à un système plus complexe comme, par exemple, un appareillage électronique, commande ou entrasse la vis 6 par l'intermédiaire des engrenages d'angle 47 et 48.  The servo motor 53, slaved either to the accelerator, or to a more complex system such as, for example, electronic equipment, controls or braces the screw 6 via the angle gears 47 and 48.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Dispositif suivant au moins l'une des revendications du brevet principal, caractérisé en ce que la bougie d'allumage (30) ou l'injecteur est placé au centre de l'élément mobile ou petit piston (3) qui voyage verticalement dans l'axe du cylindre moteur et en ce qu'il comporte un plateau t33) faisant corps avec une partie tubulaire (34) filetée intérieurement et munie d'ergots (35) coulissant dans les rainures (31) pratiquees dans le boîtier (5) et en ce que, gré ce à ces ergots et à ces rainures, le petit piston (3) ne peut tourner et monte et descend quand la vis (6) tourne dans un sens ou dans l'autre. 1. Device according to at least one of the claims of the main patent, characterized in that the spark plug (30) or the injector is placed in the center of the mobile element or small piston (3) which travels vertically in the axis of the driving cylinder and in that it comprises a plate t33) integral with a tubular part (34) internally threaded and provided with lugs (35) sliding in the grooves (31) practiced in the housing (5) and in that, thanks to these lugs and these grooves, the small piston (3) cannot rotate and goes up and down when the screw (6) turns in one direction or the other. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le petit piston (3) est partie intégrante (32) de la bougie d'allumage ou de l'injecteur, la bougie ou l'injecteur étant fixé sur le plateau (33) et voyageant avec lui sans pouvoir tourner, tandis que, lorsque la bougie ou l'injecteur monte, le volume de la chambre de combustion augmente et, quand la bougie ou l'injecteur descend, ce volume diminue. 2. Device according to claim 1, characterized in that the small piston (3) is an integral part (32) of the spark plug or the injector, the spark plug or the injector being fixed on the plate (33) and traveling with it without being able to rotate, while, when the candle or the injector rises, the volume of the combustion chamber increases and, when the candle or the injector descends, this volume decreases. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fil de bougie ou le tube d'injaction est rigide à partir de la bougie ou de l'injecteur, passe en biais dans le plateau (33) auquel il est fixé, puis devient vertical (36) et entre dans un connecteur spécial (37) fixé au boitier (5) pour etre connecté, à l'extérieur du dispositif. à un fil venant du distributeur d'allumage ou à un tube venant de la pompe d'injection. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the spark plug wire or the injection tube is rigid from the spark plug or the injector, passes obliquely into the plate (33) to which it is fixed , then becomes vertical (36) and enters a special connector (37) fixed to the housing (5) to be connected, outside the device. to a wire coming from the ignition distributor or to a tube coming from the injection pump. 4. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérise en ce que le fil de bougie ou le tube d'injection est rigide depuis la bougie ou l'injecteur et est tout droit et vertical, passe par le centre du plateau (33) dans lequel il est fixé et passe ensuite librement et facilement dans un canal foré dans la vis (6) puis par un trou percé dans l'élément de transmission (8 ou 48) fixé sur cette vis (6) peut etre connecté soit à un fil ou à un tube flexible venant du distributeur d'allumage,  4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the spark plug wire or the injection tube is rigid from the spark plug or the injector and is straight and vertical, passes through the center of the plate (33) in which it is fixed and then passes freely and easily through a channel drilled in the screw (6) then through a hole drilled in the transmission element (8 or 48) fixed on this screw (6) can be connected either to a wire or to a flexible tube coming from the ignition distributor, ou de la pompe d'injection, soit à un connecteur spécial. or the injection pump, either to a special connector. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 5. Device according to one of claims précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, en cas previous, characterized in that it comprises, in case d'allumage par bougie, un connecteur spécial composé d'un spark plug, a special connector consisting of a boitier (38) en bakélite ou en une autre matière isolante bakelite or other insulating material (38) dans lequel voyage l'extrémité du fil de bougie rigide in which the end of the rigid spark plug wire travels sur laquelle est soudée une électrode métallique (39) qui on which is welded a metal electrode (39) which voyage verticalement le long d'une plaquette métallique (40) travels vertically along a metal plate (40) bonne conductrice, noyée dans la paroi gauche du boîtier good conductor, embedded in the left wall of the housing (38) et pourvue d'une connexion (40a - 40b) au fil de bougie venant du distributeur d'allumage. (38) and provided with a connection (40a - 40b) to the spark plug wire coming from the ignition distributor. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, dans le cas de l'allumage par compression, comme dans les moteurs Diesel, un connecteur spécial dont la pièce principale est une gaine (41) en acier à haute resistance dans laquelle voyage verticalement l'extrémité du tube d'injection en passant par une boite à bourrage (42) faisant corps avec la gaine (41), laquelle 6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises, in the case of compression ignition, as in diesel engines, a special connector whose main part is a sheath (41) made of high strength steel in which the end of the injection tube travels vertically through a stuffing box (42) integral with the sheath (41), which possède, à sa partie supérieure, une sortie (43) prévue pour has, at its upper part, an outlet (43) provided for connection à un tube d'injection venant de la pompe d'injection du moteur. connection to an injection tube coming from the engine injection pump. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un connecteur spécial dont la pièce principale est une gaine (41) faisant corps avec une boite à bourrage (42) dans laquelle se trouvent des joints annulaires dont la section est en U, lesquels assurent l'étan- chiite par le fait que la pression,exercée par le carburant, applique les parties verticales du U contre les parois (Intérieures de la boite à bourrage et contre la paroi extérieure du tube d'injection à l'endroit de son passage dans les joints. 7. Device according to claim 6, characterized in that it comprises a special connector whose main part is a sheath (41) integral with a stuffing box (42) in which there are annular seals whose section is in U, which ensure the seal by the fact that the pressure, exerted by the fuel, applies the vertical parts of the U against the walls (inside of the stuffing box and against the outside wall of the injection tube at the place of its passage in the joints. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un support ou carter (45) fixé surle boîtier (5) et pourvu d'un bossage (49) dans lequel se trouve un coussinet (50) dans lequel tourne un arbre (51) qui assure, par l'intermédiaire des engrenages d'angle (47) et (48), la commande de la vis (6) à partir de l'élément de transmission (8). 8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a support or casing (45) fixed on the housing (5) and provided with a boss (49) in which there is a bearing (50 ) in which rotates a shaft (51) which ensures, by means of the corner gears (47) and (48), the control of the screw (6) from the transmission element (8). 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérise en ce qu'il comporte également un support (54) sur lequel est plaçé un servo-moteur (53) qui commande la vis (6) par l'intermédiaire de l'accouplement (52) et des engrenages d'angle (47) et (48). 9. Device according to claim 8, characterized in that it also comprises a support (54) on which is placed a servo motor (53) which controls the screw (6) via the coupling (52) and angle gears (47) and (48). 10. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, 8 et 9, caractérisé en ce que l'ensemble de la superstructure du dispositif peut etre déposé en desserrant simplement les écrous ou vis fixant le boitier (5) à la culasse (2) et peut etre rapidement remplaça par une superstructure de rechange.  10. Device according to one of claims 1 to 5, 8 and 9, characterized in that the entire superstructure of the device can be removed by simply loosening the nuts or screws fixing the housing (5) to the cylinder head (2 ) and can be quickly replaced with a spare superstructure.
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