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Moteur à combustion interne pour combustiblee liquides-
La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne pour combustibles liquides, dans le- quel le combustible est introduit directement dans la chambre de compression et y est gazéifié et mélangé de façon efficace avec l'air de combustion du moteur, sans que de l'air comprimé amené de l'extérieur, des soupa- pes dtinjetion ou d'autres organes mécaniques auxili- aires délicats, soient nécessaires, de telle manière que la gazéification et l'efficacité du mélange aug- mentent automatiquement à peu prs proportionellement
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au carré de la vitesse du:
moteur, ce qui assure une combustion satisfaisante et se produisant au moment exact, même dans le cas d'huiles à point d'ébullition élevé et pour de grandes vitesses de rotation.
L'invention est décrite ci-après de manière détail- lée en référence au dessin ci-joint, qui réprésente à titre d'exemple, en coupe verticale axiale, deux formes de réalisation de la culasse d'un moteur construit con- formément à l'invention.
La fig. 1 .représente l'invention appliquée, sous sa forme initiale, à. un moteur à deux temps, dont le piston 1 comporte un renfoncement 2, qui sert d'ailleurs, comme d'habitude, de déflecteur pour l'air de balayage.
La partie supérieure de ce renfoncement présente la forme d'une surface de dispersion inclinée, arrondie ou courbe. Le combustible.est injecté à travers la tu- yère 4 sous forme d'un jet dense, suivant un angle droit.ou peu différent d'un angle droit par rapport à l'axe du piston, et rencontre violemment la surface de dispersion, sous un angle plus ou moins aigu.
L'injection du combustible doitse produire brus quement et ne s'étendre que sur un angle de 10-15 d'un tour de manivelle; elle peut s'effectuer, par exemple, environ 200 avant que le piston atteigne sa position de point mort..
Le piston est représenté sur le dessin dans la position pour laquelle l'injection commence, tandis que la ligne en traits interrompus montre la position pour laquelle l'injection cesse.
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Les points 3 et 6 montrent les-endroits où la sur- face de dispersion eat rencontrée d'abord et finalement par le jet de combustible. 7 et 8 désignent les: angles de despersion correspondants, sous lesquels le combu- stible pulvérisé est rejeté dans la chambre de combu- stion 9 sous forme d'un brouillard en éventail* Par suite du profil courbe de la surface de dispersion et du mouvement axial du piston pendant l'injection, la dispersion s'effectue sous des angles changeant conti- nuellement, de sorte que le brouillard de combustible en éventail tourne, dans la direction indiquée par la flèche, autour de son pont de départ, et les parti- cules de combustible sont divisées par l'air de compres- sion de la chambre de combustion, après quoi la.charge est instantanément allumée et brûle de manière efficace*
Sur le dessin,
la chambre de combustion est re- présentée comme ayant une famé semi-conique et comme étant refroidie complètement par de l'eau, mais on peut également lui donner une forme correspondant exactement à l'étalement du combustible dispersé. Elle peut aussi être disposée pour permettre en partie un réchauffage préalable, pour assurer l'allumage lors de la mise en ne marche du moteur, dans le cas où celui*ci'7-comporte qu'une compression de valeur moyenne.
Sur la fig. 2, qui représente également l'invention dans son application un moteur à deux temps, le pi- ston 1 comprend un fond de forme essentiellement coni- que, 2 avec une saillie en forme de téton, qui constitue également la surface de dispersion 3, contre laquelle le combustible est projeté par la tuyère 4.
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Lorsque le piston occupe sa position la plus haute, telle que représentée par la ligne en tra,its interrom- pas 5, son fond remplit presque complètement de fond du cylindre 11, d'une forme correspondante, et le téton 2 pénètre alors dans une ouverture conique, de forme correspondante, 10, du fond du cylindre, qui communi- que avec la chambre de combustion 9. et remplit cette ouverture en laissant un certain intervalle libre.
La. chambre de combustion 9, présente une forme en partie mi-conique, en partie mi-annulaire, avec une saillie conique 12 au milieu de l'espace mi-annulaire, de sorte que la pointe de cette saillie 12 est dirigée vers l'ouverture 10 du fond d,.u cylindre.
L'injection du combustible est produite de la même manière qu'il a été décrit en référence à la fig.
1, et le jet est pulvérisé et dispersé de la même mani- ère par la surface de dispersion 3 de la saillie 2.
En même temps 1air, qui se trouve.encore entre le fond du cylindre et le fond du piston, est refoulé dans la chambre de combustion pendant le déplacement ultérieur du piston jusqu'au point mort haut, et, pendant que 1' air s'écoule à travers la fente annulaire conique, formée par la saillie 2 remplissant partiellement l'ou- verture 10, il provoque un courant d'air assez energe- que, qui suit la surface de la saillie 2 et s'accumule en un endroit Situé au-dessus de cette saillie, après quoi il est à nouveau divisé par la saillie conique 12 de la chambre de combustinn.
L'air produit dans celle-ci un tourbillon annulaire, qui remplit toute la chambre de combustion et prend sa forme hémisphérique, jusqu'à ce qu'il atteigne ltouverture 10 et soit nouveau brisé par 1'air, qui rencontre la.surface s ibérique suivant
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un angle droit.
En outre du fait qu'il nettoie la surface de dis- pers%ion de la saillie en enlevant l'huile qui y ad- hère, le courant d'air a encore pour effet que les par- ticules de combustible, projetées bas de la surface de dispersioh, sont davantage pulvérisées et gazéifiées.
Ces particules sont entraînées par le courant d'air et projetées contre la saillie conique 12, où elles sont davantage divisées et rejetées $ peu près radialement dans l'air passant devant cette saillie, de sorte qu' elles sont encore pulvérisées et mélangées de faon efficace avez tout l'air de la chambre de combustion, par suite de la formation du tourbillon décrit ci- dessus.
Le procédé décrit de gazéification et de mélange est,.de par sa nature, non seulement complètement sur, mais possède encore l'avantage particulier que son ef- ficacité augmente automatiquement et à peu prés propor- tionnellenmt au carré du nombre de tours du moteur, de sorte qu'il devient possible d'obtenir une combustion satisfaisante et au moment exact, même dans des moteurs à grande vitesse.
En partie pour obtenir un@auto-allumage certain pour toutes les sharges du moteur, mais en particulier pour éviter la précipàtation ou la condensation de par- ticules d'huile sur les parais de la chambre de combu= stion, ces parais ne sont pas refroidies directement par de l'eau, mais sont constituées par.une chemise iso- lante 13, qui présente extérieurement une forrme en par- tie conique, en partie cylindrique et qui comporte à
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son extrémité supérieure un collet, qui repose sur une bague isolante 14, entourant la partie cylindrique de la chemise; cette bague repose à son tour sur une sail- lie ménagée dans le fond du couvercle.
Les parties de la chemise viennent en contact entre elles et aves les parois, entourant le fond du cylindre, de telle manière qu'elles laissent libre l'in- tervalle nécessaire pour les dilatations'dues à la cha- leur, et elles sont maintenues en place par la bague de serrage 15.
La chemise, en outre du fait qu'elle sert d'iso- lant contre un refroidissement, exerce une action d' équilibre sur le dégagement de chaleur vers le bas et maintient à peu près'constant l'intervalle libre entre sa, partie conique et le fond du cylinare.
Comme représenté sur le dessin, la partie prin- cipale 13 de la chemise isolante comporte une saillie inclinée 16, munie de nervures, dans laquelle est placé le filament incandescent à chaffage électrique 17, qui est utilisé de manière connue pour provoquer la com- bustion, lorsque les moteurs sont mis en marche avec une compression moyenne.
Dans certains cas, la. saillie 16 et par suite toute la chemise 13 peuvent être disposées pour rece- voir un chauffage préalable au moyen d'un chalumeau lors de la mise en marche, bien que l'invention soit également applicable pour des compressions si élevées que l'on obtienne l'auto-allumage sans chauffage préa- lable.
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Internal combustion engine for liquid fuel
The present invention relates to an internal combustion engine for liquid fuels, in which the fuel is introduced directly into the compression chamber and is gasified therein and effectively mixed with the combustion air of the engine, without causing any further damage. compressed air supplied from the outside, jet valves or other delicate auxiliary mechanical parts, are necessary, in such a way that the gasification and the efficiency of the mixture automatically increase almost proportionally.
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squared the speed of:
engine, which ensures satisfactory combustion occurring at the exact moment, even in the case of oils with high boiling point and at high speeds of rotation.
The invention is described in detail below with reference to the accompanying drawing, which shows by way of example, in axial vertical section, two embodiments of the cylinder head of an engine constructed according to invention.
Fig. 1 .represents the invention applied, in its initial form, to. a two-stroke engine, the piston 1 of which has a recess 2, which also serves, as usual, as a deflector for the purging air.
The upper part of this recess has the shape of an inclined, rounded or curved dispersion surface. The fuel. Is injected through the tube 4 in the form of a dense jet, at a right angle. Or little different from a right angle with respect to the axis of the piston, and violently meets the dispersion surface, at a more or less acute angle.
The fuel injection must occur abruptly and extend only over an angle of 10-15 of a turn of the crank; it can be done, for example, about 200 before the piston reaches its neutral position.
The piston is shown in the drawing in the position for which injection begins, while the dashed line shows the position for which injection ceases.
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Points 3 and 6 show the locations where the dispersion surface is encountered first and finally by the fuel jet. 7 and 8 denote the corresponding despersion angles, at which the pulverized fuel is discharged into the combustion chamber 9 in the form of a fan mist * As a result of the curved profile of the dispersion surface and the movement axis of the piston during injection, the dispersion takes place at continuously changing angles, so that the fan-shaped fuel mist rotates, in the direction indicated by the arrow, around its starting bridge, and leaves them. - fuel cells are divided by the combustion chamber compression air, after which the charge is instantly ignited and burns efficiently *
On the drawing,
the combustion chamber is shown as having a semi-conical shape and as being completely cooled by water, but it can also be shaped to exactly match the spread of the dispersed fuel. It can also be arranged to partially allow preheating, to ensure ignition when starting the engine, in the case where it * ci'7-comprises a compression of average value.
In fig. 2, which also represents the invention in its application to a two-stroke engine, the piston 1 comprises a bottom of essentially conical shape, 2 with a protrusion in the form of a stud, which also constitutes the dispersion surface 3, against which the fuel is projected by the nozzle 4.
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When the piston occupies its highest position, as represented by the dashed line, its interrupted 5, its bottom almost completely fills with the bottom of the cylinder 11, of a corresponding shape, and the stud 2 then enters a conical opening, of corresponding shape, 10, in the bottom of the cylinder, which communicates with the combustion chamber 9 and fills this opening, leaving a certain free space.
The combustion chamber 9 has a partly half-conical, partly half-annular shape, with a conical projection 12 in the middle of the half-annular space, so that the point of this projection 12 is directed towards the. opening 10 of the bottom of the cylinder.
The fuel injection is produced in the same way as has been described with reference to FIG.
1, and the jet is sprayed and dispersed in the same way from the dispersing surface 3 of the projection 2.
At the same time, the air, which is still between the bottom of the cylinder and the bottom of the piston, is forced back into the combustion chamber during the subsequent movement of the piston to top dead center, and, while the air is withdrawn. flows through the conical annular slot, formed by the protrusion 2 partially filling the aperture 10, it causes a fairly energetic current of air, which follows the surface of the protrusion 2 and collects in a place located above this protrusion, after which it is again divided by the conical protrusion 12 of the combustion chamber.
The air there produces an annular vortex, which fills the entire combustion chamber and takes its hemispherical shape, until it reaches opening 10 and is again broken up by the air, which meets the surface. Iberian next
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A right angle.
In addition to the fact that it cleans the dis- pers% ion surface of the protrusion by removing the oil which adheres to it, the current of air still has the effect that the particles of fuel, projected down from dispersioh surface, are further pulverized and gasified.
These particles are entrained by the air current and thrown against the conical protrusion 12, where they are further divided and rejected approximately radially into the air passing past this protrusion, so that they are further pulverized and mixed in a manner. effective have all the air in the combustion chamber, due to the formation of the vortex described above.
The described gasification and mixing process is, by its nature, not only completely safe, but also has the particular advantage that its efficiency increases automatically and approximately in proportion to the square of the number of revolutions of the engine. , so that it becomes possible to achieve satisfactory combustion at the right time even in high speed engines.
Partly to obtain a certain self-ignition for all the parts of the engine, but in particular to avoid the precipitation or the condensation of oil particles on the parais of the combustion chamber, these appearances are not cooled directly by water, but consist of an insulating jacket 13, which on the outside has a shape which is partly conical, partly cylindrical and which has
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its upper end a collar, which rests on an insulating ring 14, surrounding the cylindrical part of the jacket; this ring rests in turn on a projection formed in the bottom of the cover.
The parts of the jacket come into contact with each other and with the walls, surrounding the bottom of the cylinder, in such a way that they leave free the interval necessary for the expansions due to the heat, and they are maintained. in place by the clamping ring 15.
The jacket, in addition to acting as an insulator against cooling, exerts a balancing action on the downward heat release and maintains the free gap between its tapered portion nearly constant. and the bottom of the cylinare.
As shown in the drawing, the main part 13 of the insulating jacket has an inclined protrusion 16, provided with ribs, in which is placed the electrically heated incandescent filament 17, which is used in known manner to cause combustion. , when the engines are started with medium compression.
In some cases, the. projection 16 and hence the whole of the jacket 13 can be arranged to receive a preheating by means of a torch during the start-up, although the invention is also applicable for compressions so high that one obtains auto-ignition without prior heating.