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Perfectionnements aux moyens de mettre en marche les moteurs à combustion interne
La présente invention concerne les moteurs à com- bustion interne a distribution par manchons et plus particu- lièrement ceux du type Diesel et d'autres types à compres- sion élevée., et elle a pour but de faciliter la mise en marche de ces moteurs
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faisant tourner mécaniquement sans l'aide d'air comprimé, on rencontre de la difficulté à faire tourner le moteur pendant les quelques premières courses de compression par- ce que le volant n'a pas alors acquis une force vive suf- fisante pour comploter de façon appréciable le couple à exercer sur le mécanisme de mise en marche.
Si toutefois il existe un décompresseur ou un dispositif équivalent, cette difficulté ne se présente pas dans une aussi forts mesure et le moteur peut être plus facilement mis en rota- tion jusque ce qu'il atteigne une vitsse à laquelle la force vive du volant est suffisante pour vaincre la résis- tance de compression lorsque la décompresseur ou le disposi- tif équivalent est mis hors service.
Dans les moteurs à soupapes à plateaux, cette dé- compression se fait facilement en soulevant et en maintenant ainsi ouverte soit la soupape d'admission, soit la soupape d'échappement, jusqu'à ce que le moteur ait pris suffisam- ment de vitesse, mais dans un moteur à soupapes en forme de manchons,ceci est évidemment impossible tandis que la construction est généralement telle qu'elle rend indésirable l'emploi d'une soupape spéciale de décompression.
Une caractéristique de la présente invention porte sur un moyen de commander le mécanisme au moyen duquel le manchon de distribution est actionné, de fagon à permettre de faire varier la phase de fonctionnement de ce manchen par rapport au vilebrequin de manière que la-charge comprimée à l'intérieur du cylindre à chaque course de compression puisse être réduite lors du démarrage du moteur. On peut réduire de cette manière à la fois la quantité de la charge réellement comprimée et la pression maxima. de compression, dans une mesure suffisante pour rendre le démarrage du moteur par rotation mécanique relativement aisé.
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La chase de fonctionnement de la soupape ou des soupapes peut être modifiée de telle façon que la ou les lucres d'admission soient fêlées plus tôt dans la course d'aspiration. ce qui réduit la charge aspirée dans le cylin- dre. Avec une semblable disposition, un cylindre dans lequel le piston est au début au point mort inférieur aura toutefois acquis une pleine charge par suite des fuites et il est pré- férable par conséquent dans la plupart des casde faire va- rier la phase de fonctionnement des soupapes de façon à main- tenir la ou les lumières d'admision ouvertes pendant une partie de la course de compression de façon qu'une partie importante de la charge aspira dans le cylindre lors de la course d'aspiration soit réexpulsée et que la compression maxima soit ainsi réduite.
On effectue avantageusement la modification des moments de fonctionnement de la soupape, en vue de réduire la pression maxima de compression, en faisant varier la re- lation de phase entre le ou les manchons de distribution et le vilebrequin d'une manière appropriée quelconque. Lorsque par exemple chaque marchon reçoit un mouvement à. la fois autour de son axe et dans la direction de celui-ci au moyen d'un bouton de manivelle porté par un arbre court. cet arbre court qui, dans la description qui suit. sera appelé le vilebrequin de commande des soupapes., peut être actionné par un arbre auxiliaire par l'intermédaire d'un engrenage à roues hélicoïdales ou à vis sans fin, l'arbre auxiliaire étant à son tour actionné par le vilebrequin du moteur au moyen d'une transmission appropriée.
Le changement de la phase de fonctionnement du ou des manchons par rapport au vilebrequin du moteur est produit par un déplacement longi- tudinal de l'arbre auxiliaire ou des roues hélicoïdales ou
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de la vis sans fin montées sur celui-ci de racon à faire tourner les vilebrequins de commande des soupapes indépendam- ment de toute rotation qui peut leur être imprimée par la rotation de l'arbre auxiliaire.
Lorsque l'invention est appliquée à un moteur à coin¯ bustion interne polycylindrique, des moyens de commande sépa- rés peuvent être employés pour faire varier la phase de fonctionnement du manchon ou des manchons de chaque cylin- dre, ou bien un mécanisme de commande commun peut être uti- lisé pour faire varier la phase de fonctionnement de tous les cylindres simultanément. Ainsi, dans la disposition dé- crite ci-dessus, un seul arbre auxiliaire mobile longitudina- lement peut commodément actionner tous les vilebrequins de commande des soupapes, au moyen d'engrenages coniques ou hélicoïdaux.
Dans une variante suivant laquelle chaque manchon est actionné par un levier qui sert à transmettre au manchon le mouvement d'un excentrique ou d'une manivelle montes sur un arbre auxiliaire, par l'intermédiaire d'un joint sphé- rique ou autre liaison flexible, on peut utiliser un moyen de faire varier la relation de phase entre l'arbre auxiliaire et le vilebrequin de facon à faire varier simultanément la phase de fonctionnement de toutes les..soupapes par rapport au vilebrequin.
L'arbre auxiliaire peut, par exemple, être actionné par le vilebrequin au moyen d'engrenages hélicoïdaux et lion peut utiliser un moyen de déplacer deux des'roues hélicoïdales l'une par rapport à l'autre dans une direction parallèle aux axes de rotation de ces roues de façon à pro- voquer une rotation relative entre ces roues hélicoïdales, indépendamment de toute rotation due à la rotation du vile- brequin, ce qui fait varier la relation de phase entre l'arbre
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auxiliaire et le vilebrequin.
L'une des roues à denture hélicoïdale servant à produire ce changement de phase est faite d'une longueur suffisante pour assurer un engrènement convenable des deux roues pendant tout leur mouvement relatif,
L'invention :st particulièrement applicable aux moteurs à haute compression et injection de liquide,, tels que les moteurs Diesel, et suivant une autre caractéristique de la présente invention un enclenchement ou une liaison est de préférence établi entre le mécanisme qui fait varier la phase de fonctionnement de la soupape et celui qui coupe l'arrivée du combustible liquide, cet enclenchement étant disposé de telle façon que l'injection du combustible ne peut se produire que lorsque le réglage de la phase est tel que le moteur fonctionne avec sa compression normale de mar- che.
On évite ainsi le risque d'accumulation de combustible liquide dans le cylindre alors que le moteur marche avec une compression réduite et son explosion subséquente lorsque le mécanisme de soupape est amené dans sa position de pleine compression, et on simplifie l'opération de mise en marche car le mouvement du mécanisme de soupapes.dans la position de pleine compression et l'admission du combustible liquide dans les cylindres peuvent tous deux se faire au moyen d'un seul levier de commande.
Dans certains cas, par exemple en vue de réchauffer un moteur à allumage par compression tel qu'un moteur Diesel, il peut être désirable, suivant une autre caractéristique de la présente invention, lors du démarrage d'alimenter un semblable moteur d'un mélange combustible gazeux et de rete- nir et comprimer une partie de celui-ci dans le cylindre, en faisant marcher le moteur comme un moteur à faible com- pression et allumage électrique ou allumage analogue, jusqu'à,
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ce qu'il ait atteint la vitesse désirée.
A cet effet.. lors du démarrage, une charge de mélange combustible peut être introduite dans le moteur soit par la ou les lumières d'ad- mission principales, soit par une ou plusieurs lumières auxiliaires, l'introduction de cette charge étant couple lorsque le réglage de la phase de fonctionnement de la soupape est modifié pour passer à la position de marche nor- male ou de haute compression. Le moyen de couper l'arrivée de combustible et le moyen de faire varier la phase de fonc- tionnement des soupapes sont de préférence reliés ou en- clenchés de fag'on à éliminer tout risque de porter une char- ge de combustible gazeux à la haute compression de marche normale du moteur, car ceci pourrait avoir pour résultat un allumage anticipé dangereux.
Le moteur peut être mis en marche comme moteur à faible compression, soit à la main, soit par un moyen connu quelconque tel qu'un moteur électri- que de démarrage.
Dans un moteur suivant la présente invention, la commande du réglage de la phase de fonctionnement des soupa- pes peut se faire à la main .au automatiquement, et lorsque le. fonctionnement est automatique, par exemple au moyen d'un régulateur de forme quelconque, ce régulateur est de préférence établi de façon à amener la commande du mécanis- me de soupapes de la position de "démarrage" dans le posi- tion de "marchenormale Il, soit lorsque le moteur a atteint une vitesse déterminée, soit lorsque le moteur électrique ou autre moteur de démarrage est mis hors service.
Lorsque l'invention est appliquée à des moteurs , renversement de marche directe, le présent moyen de faire varier le réglage de la phase de fonctionnement des soupapes en vue de réduire la pression de compression peut être com-
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biné aux moyens déjà proposés antérieurement pour faire varier la phase de fonctionnement des soupapes en vue d'ef-' fectuer le renversement de marche du moteur, de fagon qu'un seul mécanisme d commande donne les réglages de la phase de fonctionnement des soupapes pour le démarrage et la marche normale, à la fois pour la marche avant et pour la marche arrière du moteur.
Lorsqu'un moteur électrique ou une autre source de force motrice est employé pour mettre le moteur en marche, le commutateur de démarrage ou autre organe servant à met- tre le moteur de démarrage en fonctionnement peut en outre, suivant la présente invention, être relié ou enclenche au mécanisme qui fait varier le réglage de la phase des soupa- pes, que ce mécanisme soit lui-même enclenché ou non à un moyen de commander l'arrivée du combustible liquide au cy- lindre ou aux cylindres ou l'admission d'une charge gazeuse en vue du démarrage.
Cet enclenchement est avantageusement tel que le moteur de démarrage est mis hors d'action automa- tiquement lorsque la commande du mécanisme des soupapes est amenée dans sa position de marche normale, tandis que le moteur de démarrage ne peut pas être mis en action quand la commande du mécanisme des soupapes est dans sa position de marche normale ou de forte compression.
L'invention peut être réalise;* de différentes ma- nieras mais deux constructions différentes conformes à cette invention sont représentées à titre d'exemple aux dessins annexés dans lesquels:
La Fig. 1 est une vue de côté, partie en coupe, d'un moteur polycylindrigue à distribution par manchons sui- vant la présente invention, dans lequel chaque manchon est actionné par un vilebrequin sépare actionné au moyen d'en- grenages hélicoïdaux par un arbre auxiliaire commun.
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La Fig. 2 est une vue en plan, schématique montrant comment l'invention peut être appliquée à un Moteur à distri- bution par manchons dans lequel tous les manchons sont action- nés par un arbre auxiliaire commun au moyen de leviers conve- nablement disposés.
Dans la construction représentée sur la Fig. 1, le moteur comprend un carter A contenant un vilebrequin Al et sur lequel sont montés des cylindres E munis de tuyères d'ins- jection de combustible B1. Des lumières d'admission et d'é- chappement sont ménagées dans la paroi de chaque cylindre et ces lumières sont commandées d'une manière connue par des manchons de distribution qui reçoivent un mouvement à la fois autour de leurs axes et dans le sens de ceux-ci. Comme ces dispositions sont bien connues en elles-mêmes, on n'a pas jugé nécessaire de représenter cette partie des appareils.
Chaque manchon soupape est destiné à être actionné par un arbre séparé C disposé avec son axe perpendiculairement à l'axe du cylindre et portant par exemple un bouton de mani- velle qui est engagé dans un coussinet sphérique ou autre coussinet à alignement automatique porté par le manchon. Cha- cun des arbres de commande C des soupapes porte une roue à denture hélicoïdale ou une roue à vis sans fin Cl montée rigidement sur l'arbre et faisant prise respectivement avec une seconde roue denture hélicoïdale ou une vis sans fin Dl montée rigidement sur un arbre auxiliaire D qui est dispo- sé avantageusement dans une position parallèle au vilebrequin Al du moteur et est commun à tous les manchons de distribu- tion.
L'arbre auxiliaire D est supporté à une extrémité par un palier E et à l'autre extrémité par une roue d'engrenage F montée dans des paliers FI et il peut glisser dans la roue
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d1engrenage F tout en étant empêché de tourner par rapport à celle-ci, par exemple par des clavettes ou organes équiva- lente.
L'arbre auxiliaire est destiné à être actionné par le vilebrequin Al au moyen d'une transmission comprenant par exemple une roue 0- montée sur le vilebrequin et en prise avec une roue dentée intermédiaire Gl engrenant à son tour avec la roue dentée F, et il est destiné à être déplacé longitu- dinalement en entraînant avec lui les roues à denture hélicoï- dale ou les vis sans fin Dl de fagon à faire tourner les ar- bres à manivelles C qui commandent les soupapes, indépendam- ment de la rotation imprimée à ceux-ci par la rotation de l'arbre auxiliaire D,
les roues à denture hélicoïdale ou les vis sans fin Dl de l'arbre auxiliaire ayant une largeur suf- fisante pour venir en prise avec les roues hélicoïdales ou les roues à vis sans fin correspondantes Cl des arbres de com- mande des soupapes C pendant tout le mouvement longitudinal de l'arbre auxiliaire D. Le mouvement longitudinal de l'ar- bre auxiliaire D est effectué avantageusement au moyen d'un levier à main H agissant sur un palier de butée Hl de l'ar- bre auxiliaire..
Ce levier H peut également commander une sou- pape par l'intermédiaire de laquelle une charge de combusti- ble gazeux venant d'un carburateur ou bien de l'air pur ve- nant de l'atmosphère peut être introduit dans le tuyau d'as- piration du moteur suivant que le levier de commande se trou- ve dans sa position de démarrage ou dans sa position de mar- che normale.
Dans la disposition représentée schématiquement sur la Fig., 1, cette soupape comprend un piston J destiné à se mouvoir dans un cylindre Jl communiquant avec le tuyau d'as- piration général J2 du moteur. L'extrémité supérieure J3 du cylindre Jl est fermée et communique avec un carburateur à pétrole ou un carburateur analogue J4 tandis que son extré-
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mité Prieure est ouverte . l'at osphere.
Ce piston est destiné à tr actionné par une bielle J5 qui le relie au levier H et la dispostion est telle que lorsque ce levier est dans la position de démarrage de façon que le moteur fonctionne avec une faible compression, le tuyau d'aspira- tion J2 est mis en communication avec le carburateur J4 tan- dis que lorsque le levier H est dans la position de marche normale à pleine compression, le tuyau d'aspiration est lais en communication avec l'atmosphère.
De cette manière, le moteur peut, si on le désire, être rais en marche comme moteur à faible compression marchant avec une charge de combustible gazeux venant du carburateur, cette charge étant allumée par une bougie ou un moyen de ce genre, tandis que, lorsque le levier de commande H est amen. de sa position de démarrage dans sa position de marche nor- male, la charge de combustible gazeux est automatiaquement coupée et de l'air pur est envoyé dans le cylindre.
Le levier de commande H peut également actionner.. par exemple par l'intermédiaire d'une bielle K. une commande de dérivation ou autre commande K1 agissant sur les pompes à combustible indiquées en L ou sur l'arrivée de combustible liquide dans les cylindres de fagon que l'injection de com- bustible liquide soit automatiquement coupée lorsque le le- vier de commande est dans la position de démarrage, tandis qu'un commutateur peut également être actionné par la le- vier H. pour couper le courant d'allumage lors de la marche à forte compression avec combustible liquide.
En outre, un commutateur commandant un moteur électrique, tel que celui indiqué en M qui fait tourner le moteur pour le démarrage, eput êtr eautomatiquement mis en postion pour couper la circuit, par le mouvait du levier de commande H de la
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position de démarrage dans la position de marche normale,
Dans la variante de construction représentée sché- matiquement sur la Fig. 2, le manchon N est actionné par un levier 0 dont une extrémité est retenue par une bielle ou un organe équivalent 01 tandis que 1 gaufre extrémité est en contact avec un excentrique monte sur un arbre auxiliaire P. un point intermédiaire du levier étant en liaison avec un joint sphérique ou autre joint à alignement automatique dans le manchon.
L'arbre auxiliaire P au moyen duquel, dans le cas d'un moteur polycylindrique,, tous les manchons peuvent être actionnes., est entraîne par la vilebrequin % du moteur au moyen d'engrenages comprenant une roue à denture hélicoïda- le Q1 montée sur le vilebrequin Q de facon à être mobile sur cet arbre mais sans pouvoir tourner par rapport à celui-ci; cette roue à denture hélicoïdale est en prise avec une roue à denture hélicoïdale relativement longue Q2 qui est à son tour en prise avec une roue à denture hélicoïdale Pl montée rigidement sur l'arbre auxiliaire.
La relation de phase entre le vilebrequin et l'arbre auxiliaire est modifiée dans cette construction au moyen d'un levier de commande R qui est destiné à déplacer la roue à denture hélicoïdale Q1 le long de son arbre par rapport à la roue Q2 et à provoquer ainsi une rotation des roues Q2 et P1 et par conséquent de 1* arbre auxiliaire indépendamment de la rotation de celui-ci due à la rotation du vilebrequin. Dans cette disposition, le chan- gement réel des positions relatives s. 'effectue donc entre le vilebrequin et ltarbre auxiliaire et non entre ltarbre auxi- liaire et les soupapes comme dans la construction de la Fig. 1.
Dans la construction représentée âur la Fig.2 le
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levier R peut être relié à, une soupape pour permettre à une charge de combustible gazeux venant d'un carburateur ou d'un organe équivalent d'être envoyée au moteur lors du démarrage et des enclenchements entre d'autres comman- des et le levier R peuvent être établis d'une manière sem- blable à celle employée pour les enclenchements de commandes avec le levier H, décrits à propos de la constructions de la Fig. 1.
Le mouvement axial de l'arbre auxiliaire dans la construction de la Fig. 1, et le mouvement axial de la roue à denture hélicoïdale Ul, dans la construction de la Fig.2, sont avantageusement proportionnés de façon à. retarder la phase de fonctionnement du manchon soupape d'environ 90 par rapport à l'angle du vilebrequin lors du démarrage. Si par exemple pour la marche à haute compression la lumière d'admission se ferme à 30 après le point mort inférieur, ce qui donne un rapport de compression de 15 , 1, la lumière d'admission se fermera, pour le démarrage, 120 plus tard ou environ aux trois quarts de la course de compression, ce qui donne un rapport de compression effectif d'environ 4,5 à 1.
Avec ce faible rapport effectif de compression, il est possible de faire tourner le moteur soit à la main soit à l'aide d'un moteur de démarrage ou d'un moteur de dimen- sions modérées. Lorsqu ' on atteint une vitesse appropriée, l'arbre auxiliaire D ou la roue à denture hélicoïdale Q1 est déplacé axialement jusque dans sa position de marche normale donnant une pleine charge et le rapport de compres- sion effectif nécessaire pour le fonctionnement du moteur comme moteur à allumage en compression ou du type Diesel.
Par suite de la force vive du volant, la vitesse du moteur peut être maintenue malgré la haute pression de compression
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et l'injection de combustible liquide peut être mise en marche, le moteur marchant alors suivant son cycle normal ou son cycle d'allumage en compression
Le fonctionnement d'un moteur suivant la présente invention se fait avantageusement comme suit :
Pour la mise en marche comme moteur à faible com- pression employant une charge combustible, le levier de com- mande H est mis dans la position de démarrage, les pompes à combustible étant ainsi mises hors d'action, l'allumage est mis en circuit et le carburateur J4 est relié,,au tuyau d'as- piration J2 comme on l'a explique ci-'dessus.
Le moteur est alors mis en rotation à la main ou au moyen du moteur élec- trique ou autre moteur de démarrage et il se met en marche .comme moteur à faible compression employant une charge com- bustible gazeuse. Lorsqu'une vitesse suffisante a été attein- te, le levier de commande H ou R est amené dans la position de marche normale ce qui, ainsi quton l'a expliqué précédem- ment, déplace de préférence simultanément le mécanisme de commande des soupapes jusque dans pa position de haute com- pression normale ou de marche normale, coupe l'arrivée du mélange combustible gazeux du carburateur M et admet de l'air pur dans le tuyau d'admission J2, coupe le courant d'allumage et fait arriver du combustible liquide aux tuyères d'injection de combustible Bl,
ce qui permet au moteur de marcher de la manière ordinaire avec haute compression et injection de combustible liquide, lorsque l'invention est appliquée , un moteur à com- bustion interne polycylindrique, on peut trouver désirable dans certains cas de faire varier la phase de fonctionnement des soupapes d'un ou de plusieurs des cylindres seulement, la phase de fonctionnement de la soupape ou des soupapes restan- tes étant maintenue constante par rapport au vilebrequin.
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Improvements in how to start internal combustion engines
The present invention relates to internal combustion engines with sleeve distribution and more particularly to those of the diesel type and other types with high compression, and its object is to facilitate the starting of these engines.
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turning mechanically without the aid of compressed air, one encounters difficulty in turning the engine during the first few compression strokes because the flywheel has not then acquired sufficient live force to plot appreciable way the torque to exert on the starting mechanism.
If, however, there is a decompressor or equivalent device, this difficulty does not present itself to such a great extent and the engine can be more easily rotated until it reaches a speed at which the force of the flywheel is. sufficient to overcome the compressive resistance when the decompressor or equivalent device is taken out of service.
In plate-valve engines, this decompression is easily accomplished by lifting and thus keeping open either the intake valve or the exhaust valve, until the engine has gained sufficient speed. , but in a sleeve valve engine this is obviously impossible, while the construction is generally such as to make the use of a special pressure relief valve undesirable.
A feature of the present invention relates to a means of controlling the mechanism by means of which the distribution sleeve is actuated, so as to allow the phase of operation of this sleeve relative to the crankshaft to be varied so that the load compressed to the inside of the cylinder at each compression stroke may be reduced when starting the engine. In this way, both the amount of the load actually compressed and the maximum pressure can be reduced. compression, to a sufficient extent to make starting the engine by mechanical rotation relatively easy.
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The chase of operation of the valve (s) can be altered such that the intake window (s) are cracked earlier in the suction stroke. which reduces the load sucked into the cylinder. With such an arrangement, a cylinder in which the piston is initially at lower dead center will however have acquired a full load as a result of the leaks and it is therefore preferable in most cases to vary the phase of operation of the valves. valves so as to keep the intake port (s) open during part of the compression stroke so that a significant portion of the charge sucked into the cylinder during the suction stroke is expelled and the compression maxima is thus reduced.
The modification of the operating moments of the valve, in order to reduce the maximum compression pressure, is advantageously effected by varying the phase relationship between the distribution sleeve (s) and the crankshaft in any suitable manner. When for example each walker receives a movement to. both around its axis and in the direction thereof by means of a crank knob carried by a short shaft. this short tree which, in the following description. will be called the valve control crankshaft., can be operated by an auxiliary shaft through the intermediary of a helical or worm gear, the auxiliary shaft being in turn actuated by the engine crankshaft by means of proper transmission.
The change of the operating phase of the sleeve (s) relative to the engine crankshaft is produced by a longitudinal displacement of the auxiliary shaft or of the helical wheels or
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of the worm gear mounted thereon from racon to rotate the valve control crankshafts independently of any rotation which may be imparted to them by the rotation of the auxiliary shaft.
When the invention is applied to a polycylindrical internal wedge motor, separate control means may be employed to vary the operating phase of the sleeve or sleeves of each cylinder, or else a control mechanism. common can be used to vary the operating phase of all cylinders simultaneously. Thus, in the arrangement described above, a single longitudinally movable auxiliary shaft can conveniently operate all of the valve control crankshafts, by means of bevel or helical gears.
In a variant according to which each sleeve is actuated by a lever which serves to transmit to the sleeve the movement of an eccentric or of a crank mounted on an auxiliary shaft, by means of a ball joint or other flexible connection. a means can be used to vary the phase relationship between the auxiliary shaft and the crankshaft so as to simultaneously vary the operating phase of all the valves relative to the crankshaft.
The auxiliary shaft can, for example, be actuated by the crankshaft by means of helical gears and lion can use a means of moving two of the helical wheels relative to each other in a direction parallel to the axes of rotation. of these wheels so as to cause a relative rotation between these helical wheels, independently of any rotation due to the rotation of the crankshaft, which varies the phase relation between the shaft
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auxiliary and crankshaft.
One of the helical toothed wheels used to produce this phase change is made of sufficient length to ensure proper engagement of the two wheels throughout their relative movement,
The invention: is particularly applicable to high compression and liquid injection engines, such as diesel engines, and according to another characteristic of the present invention an engagement or a connection is preferably established between the mechanism which varies the phase operation of the valve and that which cuts off the arrival of liquid fuel, this engagement being arranged so that fuel injection can only occur when the phase adjustment is such that the engine is operating with its normal compression Steps.
This avoids the risk of liquid fuel accumulating in the cylinder while the engine is running with reduced compression and its subsequent explosion when the valve mechanism is brought to its full compression position, and simplifies the setting operation. This works because the movement of the valve mechanism to the full compression position and the admission of liquid fuel to the cylinders can both be accomplished with a single control lever.
In some cases, for example with a view to warming up a compression ignition engine such as a diesel engine, it may be desirable, according to another feature of the present invention, when starting to feed such an engine with a mixture. gaseous fuel and retaining and compressing part of it in the cylinder, running the engine as a low-compression engine and electric ignition or the like, until,
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until it has reached the desired speed.
To this end, during start-up, a charge of combustible mixture can be introduced into the engine either by the main inlet port (s) or by one or more auxiliary ports, the introduction of this charge being torque when the valve operating phase setting is changed to switch to the normal or high compression operating position. The means for shutting off the fuel supply and the means for varying the phase of operation of the valves are preferably connected or engaged in such a way as to eliminate any risk of carrying a load of gaseous fuel to the gas. high compression during normal operation of the engine, as this could result in dangerous early ignition.
The engine can be started as a low compression engine, either by hand or by any known means such as an electric starter motor.
In an engine according to the present invention, the control of the adjustment of the operating phase of the valves can be done by hand .automatically, and when the. operation is automatic, for example by means of a regulator of some form, this regulator is preferably set so as to bring the control of the valve mechanism from the "start" position to the "normal" position. , either when the motor has reached a determined speed, or when the electric motor or other starting motor is taken out of service.
When the invention is applied to direct reversing engines, the present means of varying the adjustment of the phase of operation of the valves with a view to reducing the compression pressure can be compared.
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combined with the means already proposed previously for varying the operating phase of the valves with a view to effecting the reversal of the engine, so that a single control mechanism gives the settings of the operating phase of the valves for starting and normal running, both for forward and reverse of the engine.
When an electric motor or other source of motive power is employed to start the engine, the starter switch or other member for operating the starter motor may further, according to the present invention, be connected. or engages with the mechanism which varies the adjustment of the phase of the valves, whether this mechanism itself is engaged or not with a means of controlling the arrival of the liquid fuel to the cylinder or to the cylinders or the admission of 'a gas charge for starting.
This engagement is advantageously such that the starter motor is automatically put out of action when the control of the valve mechanism is brought into its normal operating position, while the starter motor cannot be put into action when the valve mechanism is switched on. valve mechanism control is in its normal running or high compression position.
The invention can be implemented in different ways but two different constructions in accordance with this invention are shown by way of example in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a side view, partly in section, of a sleeve-driven polycylindrical engine according to the present invention, in which each sleeve is actuated by a separate crankshaft actuated by means of helical gears by an auxiliary shaft. common.
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Fig. 2 is a schematic plan view showing how the invention may be applied to a sleeve distribution engine in which all the sleeves are actuated by a common auxiliary shaft by means of suitably disposed levers.
In the construction shown in FIG. 1, the engine comprises a casing A containing a crankshaft A1 and on which are mounted cylinders E provided with fuel injection nozzles B1. Intake and exhaust ports are provided in the wall of each cylinder and these ports are controlled in a known manner by distribution sleeves which receive movement both around their axes and in the direction of movement. these. As these arrangements are well known in themselves, it was not considered necessary to represent this part of the apparatus.
Each valve sleeve is intended to be actuated by a separate shaft C arranged with its axis perpendicular to the axis of the cylinder and carrying, for example, a crank knob which is engaged in a spherical bush or other self-aligning bush carried by the cylinder. muff. Each of the control shafts C of the valves carries a helical toothed wheel or a worm gear Cl mounted rigidly on the shaft and engaging respectively with a second helical gear or a worm Dl mounted rigidly on a auxiliary shaft D which is advantageously arranged in a position parallel to the crankshaft A1 of the engine and is common to all the distribution sleeves.
The auxiliary shaft D is supported at one end by a bearing E and at the other end by a gear wheel F mounted in bearings FI and it can slide in the wheel
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gear F while being prevented from rotating relative thereto, for example by keys or equivalent members.
The auxiliary shaft is intended to be actuated by the crankshaft A1 by means of a transmission comprising for example a wheel 0- mounted on the crankshaft and in mesh with an intermediate toothed wheel Gl in turn meshing with the toothed wheel F, and it is intended to be moved longitudinally by driving with it the helical toothed wheels or the worms Dl so as to rotate the crank shafts C which control the valves, independently of the printed rotation to these by the rotation of the auxiliary shaft D,
the helical gears or the worms Dl of the auxiliary shaft having a width sufficient to engage with the helical gears or the corresponding worm wheels Cl of the control shafts of the valves C during all the longitudinal movement of the auxiliary shaft D. The longitudinal movement of the auxiliary shaft D is advantageously effected by means of a hand lever H acting on a thrust bearing H1 of the auxiliary shaft.
This lever H can also control a valve through which a charge of gaseous fuel coming from a carburetor or else clean air coming from the atmosphere can be introduced into the gas pipe. aspiration of the engine depending on whether the control lever is in its starting position or in its normal running position.
In the arrangement shown schematically in Fig. 1, this valve comprises a piston J intended to move in a cylinder J1 communicating with the general suction pipe J2 of the engine. The upper end J3 of the cylinder Jl is closed and communicates with a petroleum or similar carburetor J4 while its extremity
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Mité Prioreure is open. the at osphere.
This piston is intended to be actuated by a connecting rod J5 which connects it to the lever H and the arrangement is such that when this lever is in the starting position so that the engine operates with low compression, the suction pipe J2 is put in communication with the carburettor J4 while when the lever H is in the normal running position at full compression, the suction pipe is left in communication with the atmosphere.
In this manner, the engine can, if desired, be run as a low compression engine running with a charge of gaseous fuel from the carburetor, this charge being ignited by a spark plug or the like, while, when the control lever H is moved. from its start-up position to its normal operating position, the gaseous fuel charge is automatically shut off and clean air is blown into the cylinder.
The control lever H can also actuate .. for example by means of a connecting rod K. a bypass control or other control K1 acting on the fuel pumps indicated in L or on the arrival of liquid fuel in the cylinders. so that the injection of liquid fuel is automatically cut off when the control lever is in the start position, while a switch can also be operated by the lever H. to cut off the current to the fuel. ignition when running at high compression with liquid fuel.
In addition, a switch controlling an electric motor, such as the one indicated in M which turns the motor for starting, could be automatically put in position to cut the circuit, by the movement of the control lever H of the switch.
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start position in the normal running position,
In the construction variant shown schematically in FIG. 2, the sleeve N is actuated by a lever 0, one end of which is retained by a connecting rod or an equivalent member 01 while 1 end waffle is in contact with an eccentric mounted on an auxiliary shaft P. an intermediate point of the lever being connected with a ball joint or other self-aligning joint in the sleeve.
The auxiliary shaft P by means of which, in the case of a polycylindrical engine, all the sleeves can be actuated., Is driven by the crankshaft% of the engine by means of gears comprising a helical toothed wheel Q1 mounted on the crankshaft Q so as to be mobile on this shaft but without being able to rotate with respect to the latter; this helical gear is engaged with a relatively long helical gear Q2 which in turn is engaged with a helical gear P1 rigidly mounted on the auxiliary shaft.
The phase relation between the crankshaft and the auxiliary shaft is changed in this construction by means of a control lever R which is intended to move the helical gear Q1 along its shaft relative to the wheel Q2 and to thereby causing a rotation of the wheels Q2 and P1 and therefore of the auxiliary shaft independently of the rotation thereof due to the rotation of the crankshaft. In this arrangement, the actual change in the relative positions s. It therefore takes place between the crankshaft and the auxiliary shaft and not between the auxiliary shaft and the valves as in the construction of FIG. 1.
In the construction shown in Fig. 2 the
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lever R may be connected to a valve to allow a charge of gaseous fuel from a carburetor or equivalent to be sent to the engine during start-up and interlocking between other controls and the lever R can be set in a manner similar to that employed for the engagement of controls with the lever H, described in connection with the construction of FIG. 1.
The axial movement of the auxiliary shaft in the construction of FIG. 1, and the axial movement of the helical gear Ul, in the construction of Fig.2, are advantageously proportioned so as to. delay the operating phase of the valve sleeve by approximately 90 compared to the angle of the crankshaft when starting. If, for example, for high compression running the intake port closes at 30 after lower dead center, which gives a compression ratio of 15.1, the intake port will close, for starting, 120 more late or about three-quarters of the way up the compression stroke, giving an effective compression ratio of about 4.5 to 1.
With this low effective compression ratio it is possible to turn the engine either by hand or with a starter motor or a moderately sized engine. When a suitable speed is reached, the auxiliary shaft D or the helical gear Q1 is moved axially to its normal running position giving full load and the effective compression ratio necessary for the operation of the engine as an engine. with compression ignition or diesel type.
Due to the force of the flywheel, the engine speed can be maintained despite the high compression pressure
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and the injection of liquid fuel can be started, the engine then running according to its normal cycle or its compression ignition cycle
The operation of an engine according to the present invention is advantageously as follows:
For start-up as a low-compression engine employing a fuel charge, the control lever H is put in the start position, the fuel pumps being thus deactivated, the ignition is switched on. circuit and the carburettor J4 is connected to the suction pipe J2 as explained above.
The motor is then rotated by hand or by means of the electric motor or other starter motor and is started as a low compression motor employing a gaseous fuel charge. When sufficient speed has been reached, the control lever H or R is moved to the normal running position which, as explained above, preferably simultaneously moves the valve control mechanism to in the normal high compression or normal running position, cuts off the arrival of the fuel gas mixture from the M carburettor and admits clean air into the inlet pipe J2, cuts off the ignition current and brings in liquid fuel to the fuel injection nozzles Bl,
which allows the engine to run in the ordinary manner with high compression and injection of liquid fuel, when the invention is applied, a polycylindrical internal combustion engine, it may be found desirable in some cases to vary the phase of operation valves of only one or more of the cylinders, the operating phase of the valve or of the remaining valves being kept constant with respect to the crankshaft.