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Moteur à combustion interne.
L'invention se rapporte à des perfectionnements aux moteurs à combustion interne et a pour objet principal de prévoir un ar- rangement par lequel le cylindre du moteur peut être balayé et su- ralimenté avec de l'air ou du mélange au moyen d'une seule valve ou dispositif de contrôle qui préférablement agit aussi comme valve d'admission d'air et/ou de 'combustible au cylindre et pour permet- tre l'échappement des gaz brûlés du dit cylindre.
Le dispositif de contrôle comprend préférablement un piston- valve approprié pour avoir deux mouvements l'un alternatif et l' autre oscillant et est disposé latéralement au cylindre du moteur de façon à agir de la manière décrite dans le brevet antérieur N 332.901 du mëme inventeur.
Dans une forme d'exécution de l'invention employant une telle valve et utilisant l'air comme moyen de balayage et de suralimen- tation, la valve est pourvue de deux lumières ou passages superpo- sés pour l'admission du mélange de combustible et d'air au cylindre moteur et pour l'échappement des gaz brûlés de ce cylindre, cette valve étant sous forme de piston qui peut être comme désiré soit
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évidé soit plein pour autant qu'il soit capable de comprimer l'air de balayage et de suralimentation dans le cylindre dans lequel il opère, et étant entraînée par une manivelle inclinée ou autre moyen par lequel elle reçoit tout à la fois des mouvements alternatifs et oscillants, à une vitesse telle que la dite valve accomplit un mouvement alternatif complet pour chaque cycle du moteur.
Les deux lumières mentionnées coopèrent avec une lumière établissant la com- munication avec le cylindre moteur et avec deux lumières allant au carburateur et au tuyau d'échappement respectivement, tandis qu'ur.e autre lumière ou passage dans la valve coopère avec deux autres lumières de son cylindre allant au cylindre moteur et avec une lumière d'entrée d'air dans le cylindre de la valve.
La valve est réglée pour alterner et osciller de manière telle qu'elle agisse de la façon qui sera maintenant décrite.
Au commencement du cycle de fonctionnement, c'est-à-dire quand le piston moteur commence justement sa course d'aspiration, le pis- ton-valve est à moitié de sa course montante et aucune des lumières n'y est en communication avec les lumières coopérantes. Comme ce- pendant le piston moteur se meut vers le bas au cours de sa course d'aspiration, le piston-valve se meut vers le haut et tourne en même temps de façon à amener la lumière d'admission du mélange en communication avec la lumière principale entre les deux cylindres et avec la lumière allant au carburateur.
Comme le piston valve se meut ainsi vers le haut, de l'air qui a été précédemment admis au-dessus de la valve comme ci-après décrit, est comprimé et à ou vers la fin de la course d'aspiration du piston moteur, est admis dans le cylindre moteur du fait de la venue en concordance du pas- sage ou lumière à air du piston-valve avec l'une des lumières à air reliant le cylindre de valve avec le cylindre moteur. L'air admis ainsi au cylindre moteur n'est cependant pas la quantité d'air ad- mise au cylindre de la valve, mais est la quantité restant après que la quantité d'air utilisée pour le balayage a été distraite comme cela sera décrit.
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Quand le piston principal a achevé sa course d'aspiration, le,piston valve a aussi achevé son mouvement ascendant et durant la course ascendante de compression du piston moteur le piston- valve, pendant qu'il tourne encore dans la même direction, commen- ce son mouvement de descente, l'admission du mélange et les lumiè- res d'échappement y étant hors d'usage mais la lumière ou passage à air venant en concordance avec la lumière d'admission d'air au cylindre de la valve de façon que de l'air est aspiré dans l'espa-- ce au-dessus de la valve. Une telle aspiration se continue pen- dant les courses de compression et de détente du piston principal, l'admission de mélange et les passages d'échappement dans la valve étant hors d'usage et la valve achevant son mouvement descendant quand le piston moteur achève sa course utile.
La valve a cepen- dant son sens de rotation renversé quand elle a accompli la moitié de sa course descendante, c'est-à-dire quand le piston principal a achevé sa course de compression.
A la fin de la course utile du piston principal, les deux pistons commencent leur course ascendante et le piston-valve con- tinuant aussi son mouvement de rotation amène son passage d'échap- pement en communication avec la lumière du cylindre principal et la lumière allant au tuyau d'échappement, l'air existant au-dessus de la valve étant en même temps comprimé.
A ou vers la fin de la cour- se d'échappement ladite lumière d'échappement est complètement cou- pée mais le passage d'air dans le piston-valve concorde avec la première des lumières à air entre les cylindres, et une partie de l'air du dessus du piston-valve passe par cette lumière dans le cylindre moteur pour balayer celui-ci. 1
Le cycle de fonctionnement se répète alors, le restant de l'air au-dessus du piston-valve étant introduit dans le cylindre moteur à ou vers la fin de la course d'aspiration du piston moteur comme décrit.
Dans la disposition ci-dessus décrite, il a été envisagé que
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deux passages de la valve coopèrent avec une seule lumière dans le cylindre principal pour le contrôle de l'admission et de l'é- chappement, mais il est clair qu'un passage dans la valve peut être utilisé dans ce but conjointement avec deux lumières dans le cylindre principal.
Une construction incorporant cette dernière disposition et comprenant d'autres modifications du dispositif décrit en détail ci-dessus (notamment l'emploi de mélange au lieu d'air pour la suralimentation et le balayage) sera décrite à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un moteur monocylindri- que incorporant les dispositions auxquelles il a été référé,
Fig. 2,3 et 4 étant des coupes du cylindre de valve prises respectivement suivant les lignes II-II, III-III et IV-IV de la
Fig. 1.
Fig. 5,6,7 et 9 sont des vues montrant en développement les surfaces de la valve et du cylindre de valve en différentes posi- tions décrites en détail ci-après;
Fig. 9 est une vue en coupe transversale des deux cylindres, le cylindre moteur principal et le cylindre de valve, prises par- tiellement horizontalement et partiellement suivant la ligne II-II de la Fig. 1, la valve étant, cependant, dans une position légè- rement différente;
Fig. 10 est un diagramme de coordination;
Fig. Il est une vue en perspective du piston-valve, et
Fig. 12 est une élévation d'une partie du cylindre de valve.
La disposition montrée est en substance la même, dans sa cons- truction générale, que celle décrite dans le brevet antérieur N 332. 901 du même inventeur, c'est-à-dire que le cylindre de valve 10 est disposé adjacent au cylindre principal ou cylindre moteur 11 de façon que le carter de coudé 12 (par lequel les deux cylindres sont supportés comme indiqué dans la Fig. 1) et la valve 13 dans le cylindre 10 est entraînée par une bielle 14 d'une manivelle inclinée
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15 de façon à être tournée de 90 dans un sens pendant Un demi- tour et de 90 dans le sens opposé pendant l'autre demi-tour pen- dant qu'elle est continuellement mue alternativement.
Le piston principal 16 est relié de la manière usuelle par une bielle 17 à la manivelle 18, équilibrée par un poids 19, et l'arbre de manivelle entraine un engrenage 20,21 réduisant de moi- tié la rotation de la manivelle 15, un engrenage fou 22 étant in- terposé dans le mouvement pour relier les engrenages 20 et 21 et faire tourner la manivelle 15 dans la même direction que la mani- velle 18. La manivelle 15 porte un contrepoids d'équilibrage 23.
Les deux cylindres ont des faces d'accolement plates comme montré dans la Fig. 9 et ont des brides telles qu'en 24 pour rece- voir des boulons d'assemblage passant au travers de trous 25 y mé- nagés. Les deux cylindres sont également faits avec chambres de circulation d'eau 26 venues de fonte et à travers lesquelles, venus de fonte, s'étendent les divers passages ci-après décrits.
L'enveloppe a eau du cylindre principal comporte aussi un passage venu de fonte 27 qui est fileté pour recevoir une bougie d'alluma- ge 28.
Le cylindre de valve 10 est fermé par un fond 29 boulonné sur lui et sur le cylindre 11.
'La face plate du cylindre de valve 10 accolée au cylindre principal 11 a trois lumières 30,31,32 la traversant et concordant avec des lumières correspondantes de la face du cylindre 11, dont deux seulement, désignées 33 et 34, sont montrées (Fig. 9). En outre, le cylindre de valve a deux lumières 35 et 36 qui sont ap- propriées pour être mises en communication avec les lumières 30 et 31 respectivement, par un passage de la valve qui sera décrit ci-après, et qui sont raccordées avec le carburateur et le tuyau d'échappement (non représentés) respectivement.
La lumière 32 est prolongée de la manière indiquée dans les Fig. 2,3 et 9 pour déboucher à deux endroits dans le cylindre de valve 10 comme montré dans les Fig. 2,3 et 5 à 8, de façon à four-
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nir deux lumières rectangulaires importantes 37 et 38. Adjacente à ces lumières est encore une autre lumière courbe 39 (Fig. 2 à
8) qui s'étend pour se raccorder à l'admission 35 (Fig. 2) en 40.
La valve 13 a un passage transversal 41 approprié pour coopé- rer à ses deux extrémités formant lumières 42 et 43 avec les lu- mières 30,31 et 35, 36 respectivement. En outre, la valve a un passage longitudinal 44 communiquant avec deux passages latéraux (Fig. 9 et 11) dont les extrémités forment les lumières 45,46 (Fig. 5 à 9) coopérant avec les lumières 37,38 et 39 du cylindre de valve.
La valve 13 reçoit, en raison de son entrainement par mani- velle inclinée comme ci-dessus mentionné, un mouvement continu al- ternatif et oscillant et chaque point de la périphérie du piston- valve exécute par suite un mouvement suivant une voie en substance ovale ou elliptique. Cette voie est indiquée dans les vues déve- loppées dans les Fig. 5 à 8 en 47 pour un point 48 de la surface de la valve. les lumières du cylindre de valve sont montrées dans ces vues en lignes pleines et celles du piston-valve en lignes pointillées, ces vues montrant les positions relatives de ces lumières à des in- tervalles égaux au cours du cycle de fonctionnement.
Le point 48 étant celui considéré sera suivi dans son mouvement le long de la courbe 47 (dans la direction des aiguilles d'une montre) en par- tant de la position 49 (Fig. 5) qu'il occupe au commencement de ce cycle. A ce moment les lumières 42,43 sont hors concordance avec les lumières 30,31,35,36, mais comme la valve se meut de cette position à celle indiquée dans la Fig. 5 les lumières 42,43 com- mencent à concorder avec les lumières 30 et 35 respectivement, comme montré, mettant ainsi le cylindre 11 en communication avec le carburateur. Le piston 16 est maintenant en mouvement vers le bas et du mélange est ainsi aspiré dans le cylindre 10 par les lu- mières 35,43, le passage 41, et les lumières 42,30.
Cette admission continue jusqu'à ce que la valve ait atteint
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la position où son point 48 est à sa plus haute position 50 (Fig.
6) où la lumière 42 est mise hors concordance avec la lumière 30 et l'alimentation normale du cylindre 11 ainsi terminée. Durant de temps les lumières 45 et 46 sont hors d'action, mais quand la valve a voyagé jusqu'à la position indiquée dans la Fig. 6 la lu- mière 46 a été amenée en concordance avec la lumière 37. Durant ce raccordement momentané du passage 44 du piston-valve (par la lumière 37) avec le cylindre 11, du mélange qui a été préalable- ment admis au-dessus du piston-valve de la manière qui sera décrite et comprimé par le mouvement ascendant de la dite valve, peut s'é- couler par le passage 44 et de là par les lumières 46,37 et 32 au cylindre principal 11, réalisant ainsi une action de suralimenta- tion après que l'alimentation normale a été réalisée.
Durant cette course de compression du piston 16, les lumières 42,43 sont naturellement hors d'action, mais peu après le commen- cement de cette course la lumière 45 est venue en concordance avec la lumière 39 de façon qu'en raison de la réduction de la pression au-dessus de la valve du fait du mouvement descendant de cette dernière, du mélange entre par la lumière 40 et passe par le chemin des lumières 39 et 45 au passage 44 et de là à l'espace au- dessus de la valve. Cette admission commence presqu'immédiatement après que la suralimentation a été réalisée (c'est-à-dire quand la valve s'est déplacée légèrement au delà de la position montrée dans la Fig. 6) et continue jusqu'à ce que la course d'échappement ait été partiellement accomplie.
Fig. 7 montre les positions relatives des différentes lumières juste au début de la course motrice, tan- dis que la fig. 8 montre les positions quand la course d'échappe- ment a commencé. Il est à noter que les lumières d'échappement 31, 36 ont été mises en communication par le passage 41 avant l'achè- vement de la course utile du piston 16 et restent en communica- tion jusqu'à ce que la valve ait terminé son cycle de fonctionne- ment, soit jusqu'à ce que le piston 16 ait achevé sa course d'é- chappement .
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Le réglage relativement au mouvement de la manivelle princi- pale est indiqué dans la Fig. 10 et il y sera référé plus en détail ci-après.
La lumière 46 coopère aussi pendant un petit moment avec la lumière 39 durant l'admission.du mélange par cette dernière, de façon que cette lumière 46 sert aussi à admettre du mélange à l'es- pace au-dessus de la valve de la même manière que la lumière 45.
Quand la valve a atteint une position immédiatement avant cel- le indiquée dans la Fig. 8, elle a naturellement commencé à se dé- placer vers le haut et le mélange au-dessus de la valve est ainsi comprimé, la lumière 45 étant déplacée hors coopération avec la lu- mière 39 immédiatement après que la position montrée dans la Fig. 8 a été dépassée. Durant ce temps, l'échappement du cylindre 11 a lieu comme ci-dessus indiqué, les lumières 42,43 coopérant avec les lumières 31,36 respectivement. Immédiatement avant l'achèvement du cycle, l'extension horizontale 51 de la lumière 45 passe sur la lu- mière 38, de façon qu'une partie du mélange comprimé au-dessus de la valve peut passer par le passage 44, les lumières 51,38 et 32 au cylindre 11 pour balayer ce dernier.
Le mélange restant est comprimé par la valve dans la suite de son mouvement ascendant durant le commencement du cycle suivant et --'est cette quantité de mélange qui est utilisée au cours du dit cy- cle suivant pour la suralimentation ci-dessus décrite. Les lumières 31,36 sont naturellement encore en commun.! cation avec le passage 41 durant le balayage mais en sont coupées au même moment où s'achève ce balayage, la valve commençant alors son cycle suivant.
On comprendra maintenant de la description du cycle des opéra- tions que la Fig. 1 montre le moteur dans la position où le piston 16 est sur le point de commencer sa course d'échappement, tandis que la Fig. 9 le montre dans la position où le piston 16 a accompli plu- tôt plus que la moitié de sa course de retour.
Comme précédemment mentionné, la Fig. 10 montre la coordination des temps par rapport au mouvement de la manivelle principale 18,
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Pendant le premier demi-tour de celle-ci du point 52 au point 53 sur le diagramme, l'admission a lieu, et du point 53 au point 54, c'est-à-dire durant la demi-révolution suivante, la compression se produit, de la manière usuelle. Au point 55 cependant, quand la manivelle a avancé de 5 au-delà de son second demi-tour, la sura- limentation commence, cette opération continuant durant 30 du dé- placement de la manivelle, jusqu'à ce que le point 56 soit atteint.
La course motrice débute à la fin de la seconde demi-révolu- tion (indiquée au point 54) et se continue pendant 140 et à ce moment, représenté par le point 57, l'échappement commence. En d' autres termes, les lumières d'échappement sont ouvertes avant que la fin de la course utile soit atteinte. Ces lumières restent ou- vertes jusqu'à la fin du cycle et, en outre, les lumières de sura- limentation entrent en action pour balayer le cylindre moteur durant les derniers 15 du mouvement de la manivelle, c'est-à-dire pendant le mouvement entre les points 58 et 59 du diagramme. A la fin de la seconde révolution de la manivelle (point 59) les lumières de balayage et d'échappement sont toutes fermées.
Il doit être entendu que de l'air peut être utilisé au lieu de mélange pour la suralimentation et le balayage, cela étant réalisé dans la disposition décrite en faisant communiquer la lumière 39 avec une lumière a air à travers la chambre d'eau 26 de la valve au lieu de l'admission 35. Le moteur pourrait être pourvu de ces deux connexions si on le désirait et d'une valve appropriée à commande manuelle par laquelle le médium employé pourrait être changé d'air en mélange ou inversement suivant le besoin.
Il y a lieu de croire que la disposition décrite en premier lieu, comportant deux lumières transversales dans le piston, a main- tenant été aussi rendue bien évidente par la description qui précè- de et on comprendra aisément que ces passages seraient utilisés au lieu du passage 41 et une lumière unique au lieu des lumières 30, 31, mais à part cela la disposition est en substance identique à celle décrite en se référant aux dessins.
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Quoiqu'il soit préféré d'utiliser une valve telle que celle illustrée, réalisant toutes les opérations nécessaires, il serait naturellement possible d'utiliser des soupapes ordinaires quelcon- ques pour l'admission et/ou l'échappement et d'employer le piston- valve pour réaliser deux ou trois opérations seulement au lieu des quatre mentionnées. Par exemple, puisqu'on peut se dispenser du ba- layage sans perte de puissance considérable, la disposition pour- rait être telle que l'admission et/ou l'échappement soit ou soient effectués conjointement avec la suralimentation, ou la suralimen- tation pourrait être réalisée séparément et la valve utilisée pour contrôler l'admission et/ou l'échappement et réaliser le balayage, ou la suralimentation et le balayage seuls être réalisés.
Finalement la valve pourrait être de forme différente et si on le désire utilisée seulement pour des buts de contrôle. Par exemple, si la valve accomplit un mouvement de rotation seulement il pourrait être nécessaire d'alimenter sous pression du médium de balayage et de suralimentation et d'utiliser la valve à des fins de contrôle seulement en rapport avec de telles opérations.
R é s u m é .
En résumé, l'invention concerne :
1.- Un moteur à combustion interne pourvu d'une valve pour effectuer ou contrôler tant la suralimentation que le balayage du cylindre moteur.
2. - Un moteur à combustion interne ayant une valve unique pour contrôler l'admission à et/ou l'échappement du cylindre et pour réa- liser ou contrôler la suralimentation et/ou le balayage de celui-ci.
3. - Un moteur selon 1 ou 2 dans lequel la valve est du genre piston.
4.- Un moteur selon 3, dans lequel la valve reçoit continuel- lement un mouvement tant alternatif qu'oscillant, tel que par une manivelle inclinée, dans le but décrit.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Internal combustion engine.
The invention relates to improvements to internal combustion engines and its main object is to provide an arrangement whereby the engine cylinder can be swept and supercharged with air or mixture by means of a single valve or control device which preferably also acts as a valve for admitting air and / or fuel to the cylinder and for allowing the exhaust of the burnt gases from said cylinder.
The control device preferably comprises a piston-valve suitable for having two movements, one reciprocating and the other oscillating, and is disposed laterally to the cylinder of the engine so as to act in the manner described in the prior patent N 332,901 of the same inventor.
In one embodiment of the invention employing such a valve and using air as the purging and supercharging means, the valve is provided with two ports or superposed passages for the admission of the fuel mixture and air to the engine cylinder and for the exhaust of the burnt gases from this cylinder, this valve being in the form of a piston which can be as desired either
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hollowed out is solid as long as it is capable of compressing the purging and supercharging air in the cylinder in which it operates, and being driven by an inclined crank or other means by which it receives both reciprocating and oscillating, at a speed such that said valve performs a full reciprocating motion for each cycle of the engine.
The two lights mentioned cooperate with a light establishing communication with the engine cylinder and with two lights going to the carburetor and to the exhaust pipe respectively, while another light or passage in the valve cooperates with two other lights. from its cylinder going to the engine cylinder and with an air inlet lumen in the valve cylinder.
The valve is set to alternate and oscillate in such a way that it acts in the manner which will now be described.
At the beginning of the operating cycle, that is to say when the driving piston just begins its suction stroke, the piston-valve is at half of its upstroke and none of the lumens are in communication with it. the cooperating lights. As, however, the driving piston moves downward during its suction stroke, the valve piston moves upward and at the same time rotates so as to bring the mixture inlet port into communication with the main light between the two cylinders and with the light going to the carburetor.
As the valve piston thus moves upward, air which has previously been admitted above the valve as hereinafter described is compressed and at or near the end of the suction stroke of the driving piston, is admitted into the engine cylinder due to the coincidence of the passage or air light of the piston-valve with one of the air ports connecting the valve cylinder with the engine cylinder. The air thus admitted to the driving cylinder, however, is not the quantity of air admitted to the valve cylinder, but is the quantity remaining after the quantity of air used for purging has been diverted as will be described. .
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When the main piston has completed its suction stroke, the piston valve has also completed its upward movement and during the upward compression stroke of the driving piston the piston-valve, while still rotating in the same direction, begins this movement of descent, the admission of the mixture and the exhaust lights being out of order but the light or air passage coming in correspondence with the port of air admission to the cylinder of the valve of way that air is drawn into the space above the valve. Such aspiration is continued during the compression and expansion strokes of the main piston, the mixture inlet and the exhaust passages in the valve being disabled and the valve completing its downward movement when the driving piston ends. its useful stroke.
However, the valve has its direction of rotation reversed when it has completed half of its downstroke, ie when the main piston has completed its compression stroke.
At the end of the useful stroke of the main piston, the two pistons begin their upward stroke and the piston-valve also continuing its rotational movement brings its exhaust passage into communication with the lumen of the main cylinder and the lumen. going to the exhaust pipe, the air existing above the valve being at the same time compressed.
At or near the end of the exhaust stroke said exhaust port is completely cut off but the air passage in the piston-valve matches the first of the air ports between the cylinders, and part of the air above the piston-valve passes through this lumen in the engine cylinder to sweep it. 1
The operating cycle then repeats with the remainder of the air above the valve piston being introduced into the engine cylinder at or near the end of the engine piston suction stroke as described.
In the arrangement described above, it has been envisaged that
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two valve passages cooperate with a single lumen in the main cylinder for intake and exhaust control, but it is clear that a valve passage can be used for this purpose in conjunction with two lumens in the main cylinder.
A construction incorporating the latter arrangement and including other modifications of the device described in detail above (notably the use of mixture instead of air for supercharging and sweeping) will be described by way of example with reference to the drawings. annexed, in which:
Fig. 1 is a longitudinal section of a single-cylinder engine incorporating the arrangements to which it has been referred,
Fig. 2, 3 and 4 being cross-sections of the valve cylinder taken respectively along lines II-II, III-III and IV-IV of the
Fig. 1.
Fig. 5, 6, 7 and 9 are views showing in development the surfaces of the valve and the valve cylinder in various positions described in detail hereinafter;
Fig. 9 is a cross-sectional view of the two cylinders, the main engine cylinder and the valve cylinder, taken partly horizontally and partly taken along line II-II of FIG. 1, the valve being, however, in a slightly different position;
Fig. 10 is a coordination diagram;
Fig. It is a perspective view of the piston-valve, and
Fig. 12 is an elevation of part of the valve cylinder.
The arrangement shown is in substance the same, in general construction, as that described in prior patent No. 332,901 by the same inventor, i.e. the valve cylinder 10 is disposed adjacent to the main cylinder. or engine cylinder 11 so that the crankcase 12 (by which the two cylinders are supported as shown in Fig. 1) and the valve 13 in the cylinder 10 is driven by a connecting rod 14 of an inclined crank
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15 so as to be rotated 90 in one direction for one half turn and 90 in the opposite direction during the other half turn as it is continuously alternately moved.
The main piston 16 is connected in the usual manner by a connecting rod 17 to the crank 18, balanced by a weight 19, and the crank shaft drives a gear 20, 21 reducing by half the rotation of the crank 15, a idle gear 22 being interposed in the movement to connect gears 20 and 21 and rotate crank 15 in the same direction as crank 18. Crank 15 carries a balancing counterweight 23.
Both cylinders have flat mating faces as shown in Fig. 9 and have flanges such as 24 for receiving connecting bolts passing through holes 25 provided therein. The two cylinders are also made with water circulation chambers 26 coming from cast iron and through which, coming from cast iron, extend the various passages described below.
The main cylinder water jacket also has a cast iron passage 27 which is threaded to receive a spark plug 28.
The valve cylinder 10 is closed by a bottom 29 bolted to it and to the cylinder 11.
'The flat face of the valve cylinder 10 abutting the main cylinder 11 has three openings 30, 31, 32 passing through it and matching with corresponding openings on the face of the cylinder 11, of which only two, designated 33 and 34, are shown (Fig. . 9). Further, the valve cylinder has two ports 35 and 36 which are suitable to be brought into communication with ports 30 and 31 respectively, through a valve passage which will be described hereinafter, and which are connected with the port. carburetor and exhaust pipe (not shown) respectively.
The lumen 32 is extended as shown in Figs. 2, 3 and 9 to open at two places in the valve cylinder 10 as shown in Figs. 2, 3 and 5 to 8, so as to four-
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nir two prominent rectangular lumens 37 and 38. Adjacent to these lumens is yet another curved lumen 39 (Fig. 2 to
8) which extends to connect to the inlet 35 (Fig. 2) at 40.
The valve 13 has a transverse passage 41 suitable for cooperating at its two ends forming openings 42 and 43 with the lights 30, 31 and 35, 36 respectively. In addition, the valve has a longitudinal passage 44 communicating with two lateral passages (Fig. 9 and 11), the ends of which form the openings 45,46 (Fig. 5 to 9) cooperating with the openings 37,38 and 39 of the cylinder. valve.
The valve 13 receives, by virtue of its inclined crank drive as mentioned above, a continuous alternating and oscillating movement and each point of the periphery of the piston-valve consequently executes a movement following a substantially oval path. or elliptical. This route is indicated in the views developed in Figs. 5 to 8 at 47 for a point 48 on the surface of the valve. the valve cylinder lumens are shown in these views in solid lines and those of the piston-valve in dotted lines, these views showing the relative positions of these lumens at equal intervals during the operating cycle.
The point 48 being the one considered will be followed in its movement along the curve 47 (in the direction of clockwise) starting from the position 49 (Fig. 5) that it occupies at the beginning of this cycle. . At this time the ports 42,43 are out of correspondence with the ports 30,31,35,36, but as the valve moves from this position to that shown in FIG. Lights 42,43 begin to match up with ports 30 and 35 respectively, as shown, thereby placing cylinder 11 in communication with the carburetor. Piston 16 is now in downward motion and mixture is thus drawn into cylinder 10 through lights 35,43, passage 41, and ports 42,30.
This admission continues until the valve has reached
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the position where its point 48 is at its highest position 50 (Fig.
6) where the light 42 is put out of correspondence with the light 30 and the normal supply of the cylinder 11 thus terminated. For a while the lights 45 and 46 are inactive, but when the valve has traveled to the position shown in Fig. 6 the light 46 has been brought into correspondence with the lumen 37. During this momentary connection of the passage 44 of the piston-valve (by the lumen 37) with the cylinder 11, of the mixture which has previously been admitted above from the piston-valve in the manner which will be described and compressed by the upward movement of said valve, can flow through passage 44 and from there through openings 46,37 and 32 to the main cylinder 11, thus achieving a supercharging action after normal feeding has been performed.
During this compression stroke of the piston 16, the ports 42, 43 are naturally inoperative, but shortly after the start of this stroke the port 45 coincided with the port 39 so that due to the reduction in pressure above the valve due to downward movement of the valve, mixture enters through lumen 40 and passes through lumens 39 and 45 to passage 44 and thence to space above the valve. This intake begins almost immediately after supercharging has been achieved (i.e. when the valve has moved slightly beyond the position shown in Fig. 6) and continues until stroke. exhaust has been partially completed.
Fig. 7 shows the relative positions of the different lights just at the start of the driving stroke, while FIG. 8 shows the positions when the exhaust stroke has started. It should be noted that the exhaust ports 31, 36 have been placed in communication through the passage 41 before the completion of the useful stroke of the piston 16 and remain in communication until the valve has terminated. its operating cycle, ie until the piston 16 has completed its exhaust stroke.
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The adjustment relative to the movement of the main crank is shown in Fig. 10 and will be referred to in more detail below.
The lumen 46 also cooperates for a little while with the lumen 39 during admixture of the mixture by the latter, so that this lumen 46 also serves to admit the mixture to the space above the valve of the valve. same way as light 45.
When the valve has reached a position immediately before that shown in Fig. 8 it has naturally started to move upward and the mixture above the valve is thus compressed, lumen 45 being moved out of co-operation with light 39 immediately after the position shown in FIG. 8 has been exceeded. During this time, the exhaust of cylinder 11 takes place as indicated above, the slots 42,43 cooperating with the slots 31,36 respectively. Immediately before the completion of the cycle, the horizontal extension 51 of lumen 45 passes over lumen 38, so that part of the mixture compressed above the valve can pass through passage 44, lumens 51. , 38 and 32 to cylinder 11 to sweep the latter.
The remaining mixture is compressed by the valve in its further upward movement during the commencement of the next cycle and - it is that amount of mixture which is used in the next said cycle for the supercharging described above. The lights 31,36 are naturally still in common.! cation with passage 41 during the sweep but are cut off at the same time when this sweep ends, the valve then beginning its next cycle.
It will now be understood from the description of the cycle of operations that FIG. 1 shows the engine in the position where the piston 16 is about to start its exhaust stroke, while FIG. 9 shows it in the position where the piston 16 has completed more than half of its return stroke.
As previously mentioned, FIG. 10 shows the coordination of the times with respect to the movement of the main crank 18,
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During the first half-turn of the latter from point 52 to point 53 on the diagram, admission takes place, and from point 53 to point 54, that is to say during the following half-revolution, compression occurs, in the usual way. At point 55, however, when the crank has advanced 5 past its second half-turn, supercharging begins, this operation continuing for 30 of the crank movement, until point 56 is achieved.
The driving stroke begins at the end of the second half-revolution (indicated in point 54) and continues for 140 and at this moment, represented by point 57, the exhaust begins. In other words, the exhaust ports are opened before the end of the useful stroke is reached. These lights remain open until the end of the cycle and, in addition, the boost lights come into action to sweep the engine cylinder during the last 15 of the crank movement, that is to say during. the movement between points 58 and 59 of the diagram. At the end of the second revolution of the crank (point 59) the scavenging and exhaust ports are all closed.
It should be understood that air can be used instead of mixing for boosting and sweeping, this being done in the arrangement described by communicating lumen 39 with an air lumen through water chamber 26 of the valve instead of the intake 35. The engine could be provided with these two connections if desired and with an appropriate manually operated valve by which the medium employed could be changed from air to mixture or vice versa as needed. .
There is reason to believe that the arrangement described in the first place, comprising two transverse slots in the piston, has now also been made quite obvious by the preceding description and it will be easily understood that these passages would be used instead of the passage 41 and a single light instead of lights 30, 31, but other than that the arrangement is substantially the same as that described with reference to the drawings.
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Although it is preferred to use a valve such as that illustrated, performing all the necessary operations, it would of course be possible to use any ordinary valves for the intake and / or the exhaust and to employ the piston. - valve to perform two or three operations only instead of the four mentioned. For example, since the sweeping can be dispensed with without considerable loss of power, the arrangement could be such that the intake and / or the exhaust is or is carried out in conjunction with the supercharging, or the supercharging. could be carried out separately and the valve used to control the intake and / or the exhaust and carry out the sweeping, or the supercharging and the sweeping only be carried out.
Finally the valve could be of different shape and if desired used only for control purposes. For example, if the valve is performing a rotational motion only it might be necessary to feed purge and boost media under pressure and use the valve for control purposes only in connection with such operations.
Summary .
In summary, the invention relates to:
1.- An internal combustion engine provided with a valve to perform or control both the supercharging and the sweeping of the engine cylinder.
2. - An internal combustion engine having a single valve to control the admission to and / or the exhaust of the cylinder and to achieve or control the supercharging and / or the purging of the latter.
3. - An engine according to 1 or 2 in which the valve is of the piston type.
4.- A motor according to 3, in which the valve continuously receives both reciprocating and oscillating movement, such as by an inclined crank, for the purpose described.
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