FR2640317A1 - Multi-stage piston with valve-sleeves for an almost continuous supply of mono-cylinder machines applicable in particular to a pump and to a two-stroke engine with external compression - Google Patents

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Abstract

A piston, consisting of three stages g, h, d separated by tubes perforated with openings in which there slide inlet pipes (and discharge pipes for a pump) perforated by an opening, and provided between its 1<st> and 2<nd> stage with a second piston of small thickness f making it possible to obtain: 1) an almost continuous supply (90 % of a 360 DEG cycle) using one same pipe, in relay for the various chambers II, III, IV + V;) 2) a two-stroke heat engine cycle with intake and compression outside the combustion chamber I; 3) a combined high-speed diesel cycle with low peak pressure by virtue of the possibility of obtaining volumes of compressed air at various moments, with several possibilities for injection into the medium protected from the high combustion pressures. Main uses: hydraulically controlled well-bottom pump (reception in chamber I) for high-pressure discharge of loaded fluids, and internal combustion engines.

Description

PISTON MULTIÉTAGÉ À SOUPAPES-FOURREAUX POUR UNE ALIMENTATION
QUASI CONTINUE DE NONOCYLINDRES APPLICABLE NOTAMMENT A UNE
POMPE ET A UN MOTEUR 2-TEMPS A COMPRESSION EXTERNE
Préambule. Le rendement nettement meilleur des systèmes clos et alternatifs de type pompe, compresseur, moteurs thermiques, par rapport aux systèmes ouverts de type centrifuge ou axial, est en fait limité par 1) la mauvaise alimentation de la chambre, à cause de l'inertie de la colonne de fluide admis ou refoulé, 2) la limitation du temps moteur à 1/4 du cycle pour un 4-temps, ou 1/3 pour un 2-temps mais avec réduction des autres phases échappement-admission-compression;; même pour une pompe monocylindre à double effet, le débit de refoulement varie en sinusoTde avec deux minima à zéro; 3) des pertes dues au système de fermetures: lumières non adaptées à l'asy métrie des cycles; clapets, à forte inertie et limitant la vitesse de rotation; soupapes avec culbuteurs, arbre à cames et engrenages consommant de l'énergie mécanique, complexes et motteux. Le système décrit ci-après réduit ces trois inconvénients tout en réduisant l'encombrement et lé poids du système global. Le problème des pompes et compresseurs étant un sousensemble de celui du moteur thermique, nous décrirons notre système sur ce dernier type de machine.Réaliser l'admission et la compression de l'air dans la chambre même où ont lieu combustion, détente et refoulement des gaz brûlés est peu efficient: 1) Dans ce milieu surchauffé l'admission, déjà mauvaise à cause de la vitesse nulle de départ de la colonne d'air, en est encore réduite; 2) pour les même raisons de température moyenne des parois il n'est pas possible de refroidir la masse d'air nouvellement admise pendant sa compression; 3) ces temps d'admission-compression prennent la place d'un temps-moteur-refoulement, ou bien toutes les phases du cycle sont écourtes.Mais si on cherche à réaliser les deux phases admissioncompression à l'extérieur de la chambre de combustion-refoulement, on se heurte alors à quatre problèmes: 1) Le transfert d'air préalablement comprimé juste avant le PMH prend unecertaine durée, de 20 à 30-, ce qui représente un espace mort important, et en fin de compte on ne peut éviter une réduction de moitié de la pression, soit autant de travail perdu; 2) cette décompression et baisse de la température pose un problème de condensation du combustible pulvérisé alors meme qu'il faut le réchauffer; 3) ce temps de levée de soupape, au voisinage du PMH qui plus est, demande une came à profil très aigU, ce qui pose des problèmes à haute vitesse de rotation; 4) l'espace mort de la chambre de compression et du canal de transfert ne pouvant être négligeable, le compresseur doit être de cylindrée supérieure à celle de la chambre de combustion; si la chambre de compression est constituée par le "double-effet" du piston, le pied de celui-ci réduit encore plus cette cylindrée qu'il faudrait augmenter. Notre système est conçu pour résoudre ces quatre problèmes, notamment le dernier, car c'est l'absence d'un compresseur de dimension semblable au système moteur qui justifie réellement sa non-utilisation en tant que deuxième cylindre-moteur.MULTI-STAGE PISTON WITH LEAF VALVES FOR SUPPLY
ALMOST CONTINUOUS OF NONOCYLINDERS APPLICABLE IN PARTICULAR TO A
PUMP AND A 2-STROKE ENGINE WITH EXTERNAL COMPRESSION
Preamble. The significantly better efficiency of closed and reciprocating systems of pump, compressor, heat engine type, compared to open systems of centrifugal or axial type, is in fact limited by 1) poor supply to the chamber, due to the inertia of the chamber. the column of fluid admitted or discharged, 2) limiting the engine time to 1/4 of the cycle for a 4-stroke, or 1/3 for a 2-stroke but with reduction of the other exhaust-intake-compression phases ;; even for a single-cylinder double-acting pump, the delivery flow varies sinusoidally with two minima at zero; 3) losses due to the closing system: lights not adapted to the asymmetry of the cycles; valves, with high inertia and limiting the speed of rotation; valves with rocker arms, camshaft and gears consuming mechanical energy, complex and clodded. The system described below reduces these three drawbacks while reducing the size and weight of the overall system. The problem of pumps and compressors being a subset of that of the heat engine, we will describe our system on this last type of machine. burnt gas is not very efficient: 1) In this overheated medium the intake, already bad because of the zero starting speed of the air column, is further reduced; 2) for the same reasons of average temperature of the walls, it is not possible to cool the newly admitted air mass during its compression; 3) these intake-compression times take the place of an engine-discharge time, or all the phases of the cycle are shortened. But if one seeks to achieve the two intake-compression phases outside the combustion chamber -discharge, we then come up against four problems: 1) The transfer of pre-compressed air just before TDC takes a certain duration, from 20 to 30-, which represents a significant dead space, and in the end we cannot avoid halving the pressure, that is, as much work lost; 2) this decompression and drop in temperature poses a problem of condensation of the pulverized fuel even though it has to be reheated; 3) this valve lift time, in the vicinity of TDC moreover, requires a cam with a very sharp profile, which poses problems at high speed of rotation; 4) the dead space of the compression chamber and the transfer channel cannot be negligible, the compressor must have a larger displacement than that of the combustion chamber; if the compression chamber is formed by the "double-acting" of the piston, the foot of the latter further reduces this displacement which should be increased. Our system is designed to solve these four problems, especially the last one, because it is the lack of a compressor of similar size to the engine system that really justifies its non-use as a second cylinder-engine.

En conclusion, notre système permet: 1) pour un compresseur, une admission de gaz sans inertie de la colonne dans la tubulure et sans inertie des clapets rendus inutiles; la vitesse de rotation peut ainsi être plus élevée; par ailleurs le débit est réglable; 2) pour une pompe,outre ces avantages, le débit de refoulement est plus régulier; la petitesse de son alésage permet son emploi dans les tubes de forage aux débits utiles avec transmission hydraulique pour mise à haute pression de fluides chargés; 3) pour un moteur à combustion interne, la meilleure efficacité des phases admission-compression est utilisée pour alimenter le cylindre à chaque PMH, ctest-à-dire deux fois plus qu'un 4-temps, sans confusion et écourtement des phases comme sur un 2temps classique, et ceci avec une suralimentation éventuelle sans augmentation de la pression maximale par rapport à une non-suralimentation.In conclusion, our system allows: 1) for a compressor, a gas admission without inertia of the column in the tubing and without inertia of the valves rendered useless; the speed of rotation can thus be higher; moreover, the flow rate is adjustable; 2) for a pump, in addition to these advantages, the delivery rate is more regular; the smallness of its bore allows its use in drilling tubes at useful flow rates with hydraulic transmission for high pressure loading of charged fluids; 3) for an internal combustion engine, the best efficiency of the intake-compression phases is used to supply the cylinder at each TDC, i.e. twice as much as a 4-stroke, without confusion and shortening of the phases as in a classic 2 stroke, and this with a possible supercharging without increasing the maximum pressure compared to a non-supercharging.

Les figures 1 et 2 sont les projections en coupe des secteurs kl (piston à PIH) et pm (pour la fig.2 en PMB) du plan représenté en fig.4 au niveau de la chambre V, et, en pointillés, de la chambre I. La figure 3 est la projection sur un plan de l'embiellage en position de 90-. La figure 5 représente les différentes phases du cycle pour les chambres I, II, III,
IV et V isolées par la tête de piston Q), le pistonnet , le deuxième étage du piston h, ltopercule solidaire du cylindre O , et le pied du piston d.Grandes rayures descendantes (vers la droite): combustion et détente - Grandes horizontales: échappement et refoulement des gaz brillés - Grandes obliques montantes: admission -Doublement de ces rayures: hauteur d'ouverture des tubes-soupapes d'admission en chambre III, II, V, IV, puis de nouveau III, pour 360 pour les tubes et O (moitié supérieure de la figure); pour la moitié inférieure (tube &commat;) admission en chambre IV par lumière haute (sur lumière fixe haute du tube-piston), puis chambre V par lumière basse (sur lumière fixe basse), puis encore V par lumière haute (sur lumière fixe haute) - Croix espacées: très faible compression -Croix serrées: compression - Horizontales serrées: temps de transfert 1) de la chambre III à la chambre IV par le transfert S; ; 2) de la chambre IV au transfert d'attente p ; 3) de p en chambre I; 4) de II en I par le transfert k ; 5) de V en I par le transfert p. Figures 1 and 2 are sectional projections of sectors kl (piston at PIH) and pm (for fig. 2 in PMB) of the plane shown in fig. 4 at chamber V, and, in dotted lines, of the chamber I. Figure 3 is the projection on a plane of the crankshaft in position 90-. Figure 5 shows the different phases of the cycle for chambers I, II, III,
IV and V isolated by the piston head Q), the piston, the second stage of the piston h, the semicircle integral with the cylinder O, and the piston foot D. Large descending stripes (to the right): combustion and expansion - Large horizontal : exhaust and discharge of the glowing gases - Large rising obliques: admission - Doubling of these stripes: opening height of the inlet valve tubes in chamber III, II, V, IV, then again III, for 360 for the tubes and O (upper half of the figure); for the lower half (tube &commat;) admission to chamber IV by high light (on high fixed light of the piston tube), then V chamber by low light (on low fixed light), then again V by high light (on fixed light high) - Spaced crosses: very low compression - Tight crosses: compression - Tight horizontals: transfer time 1) from chamber III to chamber IV by transfer S; ; 2) from room IV to the waiting transfer p; 3) of p in chamber I; 4) from II to I by the transfer k; 5) from V to I by the transfer p.

Description. Notre système est conçu pour un alésage unique, quoiqu'il n'exclue pas par principe un bi-alésage pour un usage de pompe ou compresseur supplémentaire sur le même pied de bielle. Le piston est à double-effet par principe, mais le surcoût d'un triple effet étant alors très réduit, c'est sur la base d'un triple-effet que nous décrirons notre système. Le piston lui-même (haut du piston donc) est constitué de deux faces (1' et 20 étages) séparées par des tubes (3 sur notre figure). Un pistonnet de faible épaisseur glisse le long de ces tubes et du cylindre lui-même, relié par une biellette par l'intermédiaire d'un coulisseau guidé au niveau du 2- étage h et du 3- étage (pied du pistonavec axe de bielle ).Ce pistonnet donc l'espace interne du haut du piston comme une chambre de compression supplémentaire à double effet. Nous avons donc en fait 5 chambres: I - la chambre de combustion normale au dessus du le étage du piston Qg, II - la chambre située entre ce le étage et le pistonnet, III - la chambre située entre ce pistonnet et le 2 étage du piston h, IV - la chambre dite de double-effet entre ce 2 étage et l'opercule solidaire du cylindre i, V la chambre de triple-effet entre cet opercule et le pied (3 étage d) du piston. Le pistonnet peut fonctionner de façon asymétrique, dit de retourrapide, avec décentrement de l'axe de translation de la tête de la biellette par rapport au vilbrequin.Pour réduire l'inconvénient de ce décentrement, la biellette est à coulisse, ctest-à-dire de longueur variable. Etant donné la légèreté du pistonnet ce mécanisme suffirait à réaliser la redescente, même à haute vitesse. Nais pour utiliser le double-effet du pistonnet (travail de compression durant la descente) il faut que le pistonnet soit poussé, et non tiré par la biellette, d'autant que le décentrement du coulisseau par rapport au centre du pistonnet, qui se traduit par une force horizontale de serrement vers la gauche, contrebalancé en montée par la composante horizontale vers la droite de la tête de biellette, s'ajoute en descente en serrement vers la droite. Si le pistonnet est poussé, la tête de biellette serre à gauche, enculant les deux effets de décentrements. Un des tubes 1 qui relient le 1 datage au 2 sert de chambre de transfert depuis la chambre de combustion, par l'intermédiaire du transfert de façon à utiliser les gaz en expansion après combustion pour mouvoir le coulisseau2) suralésé, par rapport au piston. L'equilibre des pressions gaz de détente plus inertie dynamique -air comprimé oblige, si on ne veut pas faire travailler la biellette à coulisse, à perdre une partie de la course, et donc de la cylindrée des chambres II et III.Ce système joint à 11 angle du maneton du vilbrequin permet de décaler les phases de compression en chambre
III mais surtout Il, par rapport aux chambres I, IV et V à vitesses de refoulement nulles en PLE et PMB. Les deux tubes Q9Q3 reliant les étages 1, 2 et 3 du piston sont ajourés de lumières et contiennent chacun un tube, également ajouré d'une lumière, coulissant de concert, pour faire office de soupapes d'admission. Ces tubes-soupapes sont mus par une petite biellette 0 à coulisse décentrée en retour-rapide, avec maneton décalé à la fois par rapport à la bielle et à la biellette du pistonnet.Ceci permet d'alimenter en relai quasi continu sur les 360- les chambres III, II, éventuellement V, et enfin IV, puis de nouveau III, etc... On supprime ainsi le retard d'alimentation de chaque chambre dd d'habitude à l'inertie de la colonne d'air admis depuis une vitesse nulle. Pour l'interruption maximale de 20 au PMB, l'inertie dynamique de la colonne d'air joue positivement en compression. La chambre V est alimentée en complément par un troisième tube-soupape iD coulissant dans le bas du tube cet relié aux deux autres tubes-soupapes.Un des tubes-soupapes,ou ltensemble,peut être monté sur un ressort taré au maximum de pression toléré avant le PLE en chambres I et II, par l'intermédiaire de la chambre II, juste fermée en P > E. La haute vitesse du pistonnet au voisinaSe du PMH du piston et encore plus haute vitesse des tubessoupapes au même moment permettent d'obtenir un effet de soupape de sécurité avec un minimum inertie, pour désamorcer une très haute pression intempestive par combustion avancée avant le PMH, avec échappement d'urgence par le tube-soupape d'admission via les chambre II et III.A noter que le pistonnet et les tubes-soupapes, décrits ici corme actionnés par deux biellettes, pourraient ltêtre par un système plus classique de cames. Comme il faut limiter au maximum la cylindrée des transferts (espaces morts) un seul long tube de transfert & stock, à soupape q solidaire de la monosoupape d'échap pement 0 , fermée quand cette dernière est ouverte, puis permet le transfert en chambre I (q ouverte quand 23 fermée) de l'air comprimé en chambre III, préalablement transféré en chambre IV par le très court transfert Q,s et en chambre IV, entre environ -40 à -20' avant le PMa0 Ce long transfert est un tube à ailettes au sein de la tubulure d'échappement et l'air comprimé avec refroidissement(dans le bas du cylindre aux parois toujours froides) pour économiser du travail, récupère pendant les environ 180e de la phase d'échappement les calories (température et pression) qui seront perdues lors de l'envahissement de la chambre I malgré la présence de la partie des gaz d'échappement (très chauds) qui ntont pas eu le temps d'être refoulés.Description. Our system is designed for a single bore, although it does not in principle exclude a bi-bore for use as an additional pump or compressor on the same small end. The piston is double-acting in principle, but the additional cost of a triple-acting being then very reduced, it is on the basis of a triple-acting that we will describe our system. The piston itself (top of the piston therefore) consists of two faces (1 'and 20 stages) separated by tubes (3 in our figure). A thin piston slides along these tubes and the cylinder itself, connected by a connecting rod via a slide guided at the level of the 2nd stage h and the 3rd stage (piston foot with connecting rod pin This piston therefore the internal space of the top of the piston as an additional double-acting compression chamber. We therefore have 5 chambers: I - the normal combustion chamber above the piston stage Qg, II - the chamber located between the stage and the piston, III - the chamber located between this piston and the 2nd stage of the piston. piston h, IV - the so-called double-acting chamber between this 2nd stage and the seal integral with cylinder i, V the triple-acting chamber between this seal and the foot (3rd stage d) of the piston. The piston can operate asymmetrically, called rapid return, with offset of the translation axis of the head of the connecting rod relative to the crankshaft. To reduce the disadvantage of this decentering, the connecting rod is sliding, that is to say. say variable length. Given the lightness of the piston, this mechanism would be sufficient to achieve the descent, even at high speed. But to use the double-effect of the piston (compression work during the descent) it is necessary that the piston is pushed, and not pulled by the rod, especially as the shift of the slide relative to the center of the piston, which results in by a horizontal squeezing force to the left, counterbalanced upward by the horizontal component to the right of the connecting rod head, is added in squeezing downward to the right. If the piston is pushed, the rod head tightens to the left, enculant the two effects of off-center. One of the tubes 1 which connects the 1 dating to the 2 serves as a transfer chamber from the combustion chamber, via the transfer so as to use the expanding gases after combustion to move the slider 2) overbore, relative to the piston. The balance of the expansion gas pressures plus dynamic inertia-compressed air forces, if we do not want to make the slide rod work, to lose part of the stroke, and therefore of the displacement of chambers II and III. at 11 crankshaft crankpin angle allows to shift the compression phases in chamber
III but above all II, compared to chambers I, IV and V at zero delivery speeds in PLE and PMB. The two Q9Q3 tubes connecting stages 1, 2 and 3 of the piston are perforated with lights and each contain a tube, also with a perforated light, sliding together, to act as intake valves. These valve tubes are driven by a small 0 link with an off-center slide in rapid return, with a crankpin offset both with respect to the connecting rod and the piston rod. This allows to supply in almost continuous relay on the 360- chambers III, II, possibly V, and finally IV, then again III, etc ... The delay in supplying each chamber dd usually due to the inertia of the column of air admitted from a zero speed. For the maximum interruption of 20 at PMB, the dynamic inertia of the air column plays positively in compression. Chamber V is additionally supplied by a third iD valve tube sliding in the bottom of the tube and connected to the other two valve tubes. One of the valve tubes, or all of them, can be mounted on a spring set to the maximum pressure tolerated. before the PLE in chambers I and II, via chamber II, just closed at P> E. The high speed of the piston near the TDC of the piston and even higher speed of the valve tubes at the same time make it possible to obtain a safety valve effect with a minimum of inertia, to defuse a very high unwanted pressure by advanced combustion before TDC, with emergency exhaust through the intake valve tube via chambers II and III. Note that the piston and the valve tubes, described here as actuated by two rods, could be by a more conventional system of cams. As the displacement of transfers (dead spaces) must be kept to a minimum, a single long transfer tube & stock, with valve q integral with the single exhaust valve 0, closed when the latter is open, then allows transfer to chamber I (q open when 23 closed) compressed air in chamber III, previously transferred to chamber IV by the very short transfer Q, s and to chamber IV, between approximately -40 to -20 'before PMa0 This long transfer is a finned tube within the exhaust manifold and compressed air with cooling (in the bottom of the cylinder with always cold walls) to save work, recovers during the approximately 180th of the exhaust phase the calories (temperature and pressure) which will be lost when chamber I is invaded despite the presence of the part of the exhaust gases (very hot) which have not had time to be discharged.

L'air de la chambre II, isobare pendant la majeure partie du cycle, a le temps d'évacuer par refroidissement depuis les parois du cylindre la chaleur transmise par le piston Os ; cet air est ensuite brutalement comprimé et expulsé vers la chambre I par le très court transfert , à contre-cou-rant du combustible très finement pulvérisé par un injecteur à téton Ot, la force de pénétration nécessaire étant réduite dans ces conditions à quelques millimètres seulement.Pour un cycle Diésel à faible taux de compression volumétrique (qui met le mieux à profit notre système, mais un cycle à explosion ou Diésel à forte compression sont aussi possibles) ceci permet de réaliser à la fois une pulvérisation et mélange quasi-idéaux dans environ 1/3 de l'air et une pression maximale limitée par une combustion en partie à pression constante. Le transfertg3 sert à la fois de boule chaude avec éventuellement bougie de préchauffage pour le démarrage, et d'accumulateur d'air.La chambre V permet de suralimenter fortement la chambre I, par l'intermédiaire du même transfert4y rempli d'air déjà comprimé, et donc sans perte de travail, obturé de -20' à +20 PtIH environ par le piston QJ, avec une injection de combustible (injecteur à aiguille Ou pour pénétration sur une longue distance) d' environ zéro P1tH à +20 , ceci de façon à ce que la suralimentation se fasse à pression constante, entre +20' et +40e, pour ne pas augmenter les contraintes thermiques et mécaniques.The air in chamber II, isobaric for most of the cycle, has time to evacuate by cooling from the walls of the cylinder the heat transmitted by the piston Os; this air is then brutally compressed and expelled towards the chamber I by the very short transfer, against the flow of the fuel very finely atomized by an Ot stud injector, the necessary penetration force being reduced under these conditions to only a few millimeters .For a Diesel cycle with low volumetric compression ratio (which makes the most of our system, but an explosion cycle or Diesel with high compression are also possible) this makes it possible to achieve both an almost ideal spraying and mixing in approximately 1/3 of the air and a maximum pressure limited by combustion partly at constant pressure. The transfertg3 serves both as a hot ball with possibly glow plug for starting, and as an air accumulator. The chamber V allows the chamber I to be strongly supercharged, by means of the same transfert4y filled with already compressed air. , and therefore without loss of work, closed from -20 'to +20 PtIH approximately by the piston QJ, with a fuel injection (needle injector Or for penetration over a long distance) of approximately zero P1tH at +20, this so that the supercharging is done at constant pressure, between +20 'and + 40th, so as not to increase the thermal and mechanical stresses.

La présence du deuxième injecteur permet de n'utiliser la suralimentation
que si on le désire expressément. En cas de très haute vitesse de rotation, l'injection peut se faire dans le transfert Q) avant -20 si le délai d'allumage, qui limite d'ordinaire la vitesse de rotation des Diésels, l'éxige: dans ce cas en effet il n'y a plus de problème de baisse de la température au moment du transfert. La soupape de culasse (échappement) étant unique, elle peut être de grande dimension pour une vitesse de rotation très élevée. Centrée et verticale, sa commande en est très simplifiée: un portique en U renversé 0 suit les profils identiques de deux cames 60 accolées aux flasques du vilbrequin (cames-rainures ou l'inverse, avec une double roulette 0). Pour une pompe, le refoulement peut se faire par des tubessoupapes dédoublant les tubes d'admission et solidaires de la même commande: seuls les emplacements des lumières sont différents pour ces tubes. Ce refoulement est moins continu que 11 admission, mais nettement plus que dans une pompe alternative classique, à cause du décalage des chambres III et surtout II. The presence of the second injector makes it possible to use supercharging
only if it is expressly desired. In the event of a very high speed of rotation, the injection can be done in the transfer Q) before -20 if the ignition delay, which usually limits the speed of rotation of the Diesel engines, requires it: in this case in in fact, there is no longer any problem with the temperature falling at the time of transfer. The cylinder head valve (exhaust) being unique, it can be large for a very high speed of rotation. Centered and vertical, its control is very simplified: an inverted U-shaped gantry 0 follows the identical profiles of two cams 60 attached to the flanges of the crankshaft (cam-grooves or vice versa, with a double roller 0). For a pump, the discharge can be done by valve tubes doubling the intake tubes and integral with the same control: only the locations of the ports are different for these tubes. This delivery is less continuous than 11 intake, but much more than in a conventional reciprocating pump, because of the offset of chambers III and especially II.

Claims (4)

Revendications.Claims. 1 - Un système piston-cylindre conçu pour être alimenté de façon quasi continue, c'est-à-dire pendant plus de 90% de la durée du cycle pour une même tubulure d'admission principale (1 et m), est caractérisé en ce qu'il comporte 1) un piston à chambres multiples pour un même cylindre: double ou triple effet (chambres I, IV et V) plus deux chambre. dans le piston luimême (II et III); 2) un pistonnet f se mouvant dans le piston lui-même, respectivement plancher et plafond des deux chambres internes au piston Cîz et III), animé soit par une came soit par une biellette O avec décentrement de l'axe de translation de sa tette et avec, éventuellement, son PMH décalé par rapport au système bielle-piston.La biellette est à coulisse pour éviter le serrement dû au décentrement, et le travail en extension lui est évité gracie à une poussée sur le pied du pistonnet i3par le gaz ou fluide en pression motrice, obtenue par une communication entre pied du pistonnet et chambre-moteur (I, par j). 3) un ou plusieurs tubes d'admission m l o ou "soupapes-fourreaux", coulissant dans les tubes-armatures reliant les différents étages g h d du piston eux-même ajourés de fenêtres, animés par came ou par une biellette à coulisse, avec décentrement de l'axe de translation de sa tête par rapport aux deux systèmes bielle-piston et biellette.pistonnet, et décalage de son PMH 6) .Cet agencement permet aux soupapes-fourreaux d'opérer en continu, en alimentant en relai les différentes chambres concernées (III, II, V, IV puis de nouveau III, etc...) avec des interruptions à peine perceptibles (quelques degrés sur 360v), ce qui tend à supprimer le délai d'admission par inertie de la colonne de fluide ou gaz, d'ordinaire à vitesse nulle au moment de l'ouverture de l'admission.1 - A piston-cylinder system designed to be supplied almost continuously, that is to say for more than 90% of the cycle time for the same main intake manifold (1 and m), is characterized by what it comprises 1) a piston with multiple chambers for the same cylinder: double or triple effect (chambers I, IV and V) plus two chambers. in the piston itself (II and III); 2) a piston f moving in the piston itself, respectively floor and ceiling of the two internal chambers of the piston Cîz and III), driven either by a cam or by a rod O with shifting of the axis of translation of its head and with, possibly, its TDC offset with respect to the rod-piston system. The rod is sliding to avoid the tightening due to the shift, and the work in extension is avoided thanks to a thrust on the foot of the piston i3 by the gas or fluid under driving pressure, obtained by communication between the piston foot and the motor chamber (I, by j). 3) one or more mlo admission tubes or "sheath valves", sliding in the armature tubes connecting the various ghd stages of the piston, themselves perforated with windows, driven by cam or by a sliding rod, with shifting of the axis of translation of its head with respect to the two connecting rod-piston and rod-piston systems, and offset of its TDC 6). This arrangement allows the sheath valves to operate continuously, by supplying the various chambers concerned with relays (III, II, V, IV then again III, etc ...) with barely perceptible interruptions (a few degrees on 360v), which tends to eliminate the delay of admission by inertia of the column of fluid or gas , usually at zero speed when opening the intake. 2 - Un système piston-cylindre caractérisé en ce que le piston est à chambres multiples, avec un pistonnet se mouvant dans le piston lui-même, et muni de soupapes-fourreaux, réalise la fonction de pompe sans clapets, lumières ou soupapes classiques, par la simple utilisation 3'une~ou quelques unes des soupapes-fourreaux comme soupapes-fourreaux de refoulement; seules les lumières (deux au lieu d'une) sont à des hauteurs différentes1 par rapport aux soupapes-fourreaux d'admission.2 - A piston-cylinder system characterized in that the piston has multiple chambers, with a piston moving in the piston itself, and provided with sheath valves, performs the pump function without valves, lights or conventional valves, by simply using 3'one or some of the sheath valves as discharge sheath valves; only the ports (two instead of one) are at different heights1 in relation to the intake slip valves. 3 - Un système piston-cylindre caractérisé en ce que le piston est à chambres multiples, avec un pistonnet se mouvant dans le piston lui-mEme, et muni de soupapes-fourreaux, réalise les fonctions d'un moteur à combustion interne 2-temps sans racourcissement de la phase de détente ni racourcissement et chevauchement des autres phases (échappement et refoulement, admission, compression) par rapport à un 4-temps, avec admission et compression à l'extérieur de la chambre de combustion en ce qu'il est caractérisé par chevauchement des autres phases par rapport à un 4-temps, avec admission et compression à l'extérieur de la chambre de combustion, en ce qutil est caractérisé par: 1) un piston multiétagé décrit en revendication 1 qui offre notamment une multiplicité de chambres de compression (II, III, IV et V) pour un même alésage de façon à obtenir une cylindrée totale supérieure à la chambre de combustion-détente (I), et des volumes d'air comprimé disponibles à des temps différents (III et IV en FFiB, il juste avant PMH et V en PMH); 2) un système de canaux de transfert qui minimise l'espace-mort qu'ils représentent: utilisation d'un transfert principal p pour trois chambres en deux temps successifs (III et IV à PMB et V en PMH), plus deux très courts transferts ( s de Code III à IV et de il à I).Le transfert principal p est situé au sein de la tubulure d'échappement sur quasiment toute sa longueur pour servir d'échangeur thermique à ailettes de façon à surchauffer l'air des chambres III et IV préalablement compressé en enceinte froide refroidie, de façon à récupérer par avance la baisse de température et pression qui suivront avec le transfert de cet air dans la chambre de combustion-détente (I) entre environ -40 à -20 Dra.Quoiqu'une petite soupape > solidaire de la soupape d'échappement 0 obture le transfert principal p pendant la pendant la phase d'échappement, ces transferts sont dépourvus de clapets ou de soupapes antirefoulement dans la mesure où leurs temps de fonctionnement en alimentation doivent titre très brefs et précis à grande vitesse de rotation; l'inconvénient de ce fait qu'ils communiquent les hautes pressions des gaz en combustiondétente sur le c8té du piston pour la surface de leur section est réduit par leurs situations a) en haut et en bas du piston, b) à gauche pour une rotation vers la droite de façon à stopposer à la force d'ovalisation (composante horizontale vers la droite de la tête de bielle) du système piston-cylindre; 3) un injecteur de combustible débouchant dans le très court transfert # de façon à ne mélanger ce combustible que dans un volume d'air séparé (environ 1/3 de la cylindrée) comprimé et explulsé à grande vitesse, en relai du premier transfert des deux premier tiers environ, entre environ -20* et F1E, de façon à éviter une condensation du combustible consécutive à une baisse de température.3 - A piston-cylinder system characterized in that the piston is multi-chambered, with a piston moving in the piston itself, and provided with sheath valves, performs the functions of a 2-stroke internal combustion engine without shortening of the expansion phase or shortening and overlap of the other phases (exhaust and delivery, intake, compression) compared to a 4-stroke, with intake and compression outside the combustion chamber in that it is characterized by overlapping of the other phases with respect to a 4-stroke, with intake and compression outside the combustion chamber, in that it is characterized by: 1) a multistage piston described in claim 1 which offers in particular a multiplicity of compression chambers (II, III, IV and V) for the same bore so as to obtain a total displacement greater than the combustion-expansion chamber (I), and volumes of compressed air available at different times (III and IV in FFiB, it just before TDC and V in TDC); 2) a transfer channel system which minimizes the dead space they represent: use of a main transfer p for three chambers in two successive stages (III and IV at PMB and V at PMH), plus two very short transfers (s from Code III to IV and from il to I) The main transfer p is located within the exhaust manifold over almost its entire length to serve as a finned heat exchanger so as to superheat the air from the chambers III and IV previously compressed in a cooled cold chamber, so as to recover in advance the drop in temperature and pressure which will follow with the transfer of this air into the combustion-expansion chamber (I) between approximately -40 to -20 Dra. Although a small valve> integral with the exhaust valve 0 closes the main transfer p during the during the exhaust phase, these transfers are devoid of valves or anti-backflow valves insofar as their operating times in supply must be t very brief and precise at high speed; the disadvantage of this fact that they communicate the high pressures of the gases in expansion combustion on the side of the piston for the surface of their section is reduced by their situations a) at the top and bottom of the piston, b) to the left for a rotation to the right so as to stop the ovalization force (horizontal component to the right of the big end) of the piston-cylinder system; 3) a fuel injector opening into the very short transfer # so as to mix this fuel only in a separate volume of air (about 1/3 of the displacement) compressed and expelled at high speed, as a relay for the first transfer of about two first thirds, between about -20 * and F1E, so as to avoid condensation of the fuel following a drop in temperature. 4 - Un système piston-cylindre caractérisé en ce que le piston est à chambres multiples, avec un pistonnet se mouvant dans le piston lui-mme, et muni de soupapes-fourreaux, réalise les fonctions d'un moteur Diésel mixte, à grande vitesse de rotation et à pression maximale faible2 en ce qu'il est caractérisé par (en plus du fait que le taux de compression volumétrique est rela- tivement faible, de type "à boule chaude'l): 1) l'isolement de l'air comprimé en plusieurs chambres distinctes, décrites en revendication 1, intervenant les unes après les autres dans la chambre de combustion-détente gracie aux cannaux de transfert décrits en revendication 3: a) admission des 2/3 environ de la cylindrée en air pur comprimé, b) admission d'air et de combustible entre environ -20'et PMH (chambre II), correspondant au délai d'allumage aux vitesses de rotation moyennes, c) combustion à volume quasi constant puis à pression quasi constante au moment du mélange des deux masses d'air, d) admission de l'air contenu dans le canal-transfert Qm faisant ainsi office de "chambre d'accumulation", mais à ouverture différée dans le temps, entre environ 200 et 40 PMH; si la suralimentation est utilisée, un deuxième injecteur iD introduit le combustible supplémentaire dans le transfert p au sein de la masse d'air préalablement comprimée en chambre V, entre environ zéro et 20- PIH, donc en milieu protégé des hautes pressions de la chambre de combustion puisque le transfert p est alors fermé; ce mélange est admis dans la chambre de combustion au terme du délai d'allumage, entre environ 20' et 40 PMH; 2) le déphasage de la compression des environ 2/3 de l'air admis hors suralimentation, du fait de la disposition des chambres III et IV, qui permet d'obtenir les conditions d'auto-allumage bien avant les -20' PMH, et donc de réaliser l'injection dans le transfert principal (par l'injecteur u déjà décrit à propos de la suralimentation) entre -20- et plus de -100 P1E pour les vitesses de rotation à délai d'allumage supérieur à environ 200; ; 3) l'utilisation du système des soupapesfourreaux (décrit en revendication 1) comme soupape de sécurité contre une éventuelle haute pression intempestive avant le PES, grâce au montage d'une des soupapes-fourreaux ou de l'ensemble au niveau de la biellette à coulisse2 sur un ressort taré à la pression maximale de compression avant combustion, soustraite à la communication avec la chambre de combustion-détente juste au4 - A piston-cylinder system characterized in that the piston has multiple chambers, with a piston moving in the piston itself, and provided with sheath valves, performs the functions of a mixed diesel engine, at high speed of rotation and at low maximum pressure2 in that it is characterized by (in addition to the fact that the volumetric compression ratio is relatively low, of the "hot ball" type): 1) the isolation of the compressed air in several distinct chambers, described in claim 1, intervening one after the other in the combustion-expansion chamber thanks to the transfer channels described in claim 3: a) admission of approximately 2/3 of the displacement in pure compressed air , b) air and fuel intake between about -20 'and TDC (chamber II), corresponding to the ignition delay at medium rotation speeds, c) combustion at almost constant volume then at almost constant pressure at the time of mixing of the two air masses, d) intake of the air contained in the transfer channel Qm thus acting as an "accumulation chamber", but with opening deferred over time, between about 200 and 40 TDC; if supercharging is used, a second iD injector introduces the additional fuel into the transfer p within the mass of air previously compressed in chamber V, between approximately zero and 20- PIH, therefore in an environment protected from the high pressures of the chamber combustion since the transfer p is then closed; this mixture is admitted into the combustion chamber at the end of the ignition delay, between about 20 'and 40 TDC; 2) the phase shift of the compression of about 2/3 of the air admitted without supercharging, due to the arrangement of chambers III and IV, which allows self-ignition conditions to be obtained well before -20 'TDC , and therefore to carry out the injection into the main transfer (by the injector u already described with regard to supercharging) between -20- and more than -100 P1E for rotation speeds with ignition delay greater than approximately 200 ; ; 3) the use of the sheath valve system (described in claim 1) as a safety valve against any untimely high pressure before the PES, thanks to the mounting of one of the sheath valves or of the assembly at the level of the connecting rod. slide 2 on a spring calibrated to the maximum compression pressure before combustion, subtracted from communication with the combustion-expansion chamber just at the PMH, jusqu'à environ -20 PMH par fermc.ure du transfert O - chambre Il. TDC, until about -20 TDC by closing the transfer O - chamber II.
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