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"MOTEUR A COMBUSTION INTERNE, A COMPRESSION VARIANT AUTO- @ MATIQUEMENT AVEC LA CHARGE "
La présente invention concerne des moteurs à com- bustion interne et elle a pour objet des perfectionnements permettant d'obtenir une marche économique du moteur quelle que soit la charge. Dans les moteurs à combustion interne du type actuel, la chambre de compression qui se trouve au-dessus du piston a un volume constant. Toutefois, comme le volume du mélange combustible et d'air admis dans le cy- lindre varie avec la charge, et comme il din.inue lorsque la charge devient plus petite, il en résulte qu'aux petites charges la compression et les pressions de combustion sont très petites. En conséquence, le diagramme de fonctionne- ment atteint une hauteur trop basse.
Une combustion parfaite et une marche économique ne sont possibles qu'à pleine charge. Cet inconvénient se fait surtout sentir dans le fonctionnement des moteurs à. combustion interne de véhi- cules, parce que ces moteurs ne marchent à pleine charge que /
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pendant une petite partie de la durée de leur fonctionne- ment.
On a déjà proposé de faire varier le volume de la chambre de compression suivant la charge. A cet effet, on a utilisé un piston monté élastiquement à la partie supé- rieure du cylindre, de façon que la chambre de compression augmente automatiquement lorsque la charge augmente.
Contrairement à cette disposition, l'augmentation du volume de la chambre de compression avec la charge est obtenue, conformément à l'invention, au moyen d'une résis- tance élastique prévue entre la chambre de travail et le maneton. La grandeur de cette résistance se règle d'elle même, en provoquant une variation automatique simultanée du volume de la chambre de compression suivant la charge momentanée. Cette résistance, qui peut; être constituée par exemple par un frein à huile, peut être montée dans la tige du piston. La tige du piston est de préférence en deux pièces reliées entre elles au moyen d'un ensemble de tiges qui agissent sur la résistance élastique.
La figure unique du dessin ci-joint est une coupe verticale d'un exemple de réalisation de l'invention .
Le carter 1 contient comme d'habitude le maneton 3 et le vilebrequin 2. La tige du piston, tige qui relie le maneton 3 au piston 5 (oe dernier se mouvant dans le cylin- dre 6) est en deux pièces 7 et 18 qui sont reliées entre elles par un levier 20,21 et un axe 16. L'orifice d'ad- mission 8 de la chambre de compression est ferme comme d'ha- bitude par une soupape 10 sur laquelle agissent un ressort 14 et un culbuteur 13 actionné par l'intermédiaire de la tige 12 par l'arbre à cames 11. L'orifice d'échap- pement de la chambre de compression (orifice non représenté) et la commnade de sa'soupape sont disposés d'une façon /
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analogue. 15 est la bougie.
Le levier à deux bras 20,21, qui relie entre elles les deux parties 7 et 18 de la tige du piston, agit par son bras le plus long 21 sur le maneton 22 d'une manivelle 23.
Ce maneton 22 est relié par une tige 31 au piston 25 d'un frein à huile dont le cylindre 26 communique au-dessus du piston 25, par un tuyau 27, avec une pompe foulante à huile (par exemple une pompe à engrenages) . Cette pompe à huile est logée dans la partie inférieure du carter 29, qui est rempli d'huile, et elle est entraînée par le moteur au moyen d'un arbre 30 et d'un train d'engrenages (non repré- senté). La quantité d'huile arrivant continuellement au cy- lindre 26 dépend donc de la vitesse du moteur. L'huile arrive donc tant que le moteur est en marche. Dans le fond du piston 25 se trouve une soupape 32 à travers laquelle l'hui- le refoulée dans le cylindre retourne au carter.
La tige 33 de cette soupape comporte un fond 34 au-dessous duquel se trouvent les bras intérieurs de plusieurs leviers à deux bras 35 montés sensiblement radialement par rapport au piston. Sur les bras extérieurs de ces leviers à deux bras agit un ressort commun 36 dont l'autre extrémité s'appuie sur la face intérieure du fond du cylindre 26.
Le fonctionnement est le suivant.
Tant que le moteur marche en charge normale et à sa vitesse normale, un courant d'huile constant et régulier est établi par la pompe 28 à travers le cylindre 26 et entre ce cylindre et le carter 29. Le ressort 36 monté dans le cylindre tend à fermer la soupape 32 et à faire descendre le piston 25. En outre, l'huile qui entre dans le cylindre 26 exerce une pression de haut en bas sur le piston 25. Sui- vant sa grandeur, cette pression de l'huile ouvre plus ou moins fréquemment la soupape 32. Le piston 25 agit sur la
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tige 31, et par conséquent aussi sur le levier 20,21 et sur la manivelle 23, de la même façon qu'une résistance élastique dont la valeur dépend de la pression de l'huile et de la tension du ressort 36.
Pendant la course de compression du piston 6 du moteur, le degré de compression est déterminé par la résistance momentanée du piston à huile 25. Pendant la combustion qui a lieu ensuite, la pression exercée sur le piston de la machine peut devenir tellement grande que le piston 25 du frein à huile cède, ce qui fait que pendant la course ascendante suivante du piston 6 du moteur la position la plus haute atteinte par ce piston est moins élevée. Il en résulte que le volume de la chambre de compres- sion 9 varie pour la combustion suivante. Si la charge ne change pas, le volume de la chambre de compression ne change pas non plus.
Si la quantité de mélange de combustible et d'air introduit dans le moteur augmente, la pression de compres- sion surmonte une partie de la résistance du piston de frein 25, ce qui fait que ce piston remonte dans le cylindre 26 et provoque ainsi une variation de la position angulaire du levier 20,21. Cette variation entraîne une diminution de la distance entre le piston 6 et le maneton 3, et par conséquent une augmentation du volume de la chambre de compression 9. En outre: l'action du ressort sur la soupape 32 augmente simultanément par suite de l'augmentation de la compression du ressort 36, ce qui a pour effet d'augmenter la résistance totale du piston 25. La résistance se règle donc automatiquement sur la charge.
L'invention permet d'obtenir pour le mélange d'air et de combustible une combustion meilleure que celle qui est obtenue jusqu'ici..En outre, le moteur part plus facilement, le piston 25 se trouvant d'abord dans, sa position la plus
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haute, et cette position pouvant ensuite varier automatique- ment au fur et à mesure que la charge augmente.
On conçoit donc que chaque degré de compression et chaque pression de combustion correspondent, suivant le réglage du moteur;, à une résistance distincte et à une position distincte du piston de frein 25. En donnant les dimensions voulues aux différentes parties, on peut obtenir une marche très économique à toutes les charges.
On peut apporter, dans le cadre de l'invention, dif- férentes modifications et différents changements au mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit. De plus, l'invention est applicable à un type quelconque de moteur à combustion interne.
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"INTERNAL COMBUSTION ENGINE, WITH AUTOMATIC VARIANT COMPRESSION - @ ONLY WITH THE LOAD"
The present invention relates to internal combustion engines and its object is improvements making it possible to obtain economical operation of the engine regardless of the load. In internal combustion engines of the current type, the compression chamber which is located above the piston has a constant volume. However, as the volume of the fuel and air mixture admitted to the cylinder varies with the load, and as it decreases as the load becomes smaller, it follows that at small loads the compression and pressures of combustion are very small. As a result, the operating diagram reaches too low a height.
Perfect combustion and economical operation are only possible at full load. This disadvantage is especially felt in the operation of the engines. internal combustion of vehicles, because these engines run at full load only /
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during a small part of their operating time.
It has already been proposed to vary the volume of the compression chamber according to the load. For this purpose, a piston resiliently mounted on the upper part of the cylinder has been used, so that the compression chamber increases automatically as the load increases.
Contrary to this arrangement, the increase in the volume of the compression chamber with the load is obtained, according to the invention, by means of an elastic resistance provided between the working chamber and the crankpin. The magnitude of this resistance is regulated by itself, causing a simultaneous automatic variation of the volume of the compression chamber according to the momentary load. This resistance, which can; be constituted for example by an oil brake, can be mounted in the piston rod. The piston rod is preferably in two parts interconnected by means of a set of rods which act on the elastic resistance.
The single figure of the attached drawing is a vertical section of an exemplary embodiment of the invention.
The crankcase 1 contains as usual the crankpin 3 and the crankshaft 2. The piston rod, rod which connects the crankpin 3 to the piston 5 (the last oe moving in the cylinder 6) is in two parts 7 and 18 which are interconnected by a lever 20, 21 and a pin 16. The inlet 8 of the compression chamber is closed as usual by a valve 10 on which act a spring 14 and a rocker arm. 13 actuated by means of the rod 12 by the camshaft 11. The exhaust port of the compression chamber (port not shown) and the valve drive are arranged in such a manner.
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similar. 15 is the candle.
The lever with two arms 20, 21, which connects the two parts 7 and 18 of the piston rod together, acts through its longer arm 21 on the crank pin 22 of a crank 23.
This crank pin 22 is connected by a rod 31 to the piston 25 of an oil brake, the cylinder 26 of which communicates above the piston 25, by a pipe 27, with an oil pressure pump (for example a gear pump). This oil pump is housed in the lower part of the housing 29, which is filled with oil, and is driven by the engine by means of a shaft 30 and a gear train (not shown). The quantity of oil continuously arriving at the cylinder 26 therefore depends on the speed of the engine. The oil therefore arrives as long as the engine is running. In the bottom of the piston 25 is a valve 32 through which the oil discharged into the cylinder returns to the crankcase.
The rod 33 of this valve has a base 34 below which are the inner arms of several two-arm levers 35 mounted substantially radially with respect to the piston. On the outer arms of these two-arm levers acts a common spring 36, the other end of which rests on the inner face of the bottom of the cylinder 26.
The operation is as follows.
As long as the engine is running under normal load and at its normal speed, a constant and regular flow of oil is established by the pump 28 through the cylinder 26 and between this cylinder and the crankcase 29. The spring 36 mounted in the cylinder tends. to close the valve 32 and to lower the piston 25. In addition, the oil which enters the cylinder 26 exerts a pressure from top to bottom on the piston 25. Depending on its size, this pressure of the oil opens more or less frequently the valve 32. The piston 25 acts on the
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rod 31, and consequently also on the lever 20, 21 and on the crank 23, in the same way as an elastic resistance, the value of which depends on the pressure of the oil and the tension of the spring 36.
During the compression stroke of the engine piston 6, the degree of compression is determined by the momentary resistance of the oil piston 25. During the subsequent combustion, the pressure exerted on the machine piston can become so great that the piston 25 of the oil brake gives way, so that during the following upward stroke of piston 6 of the engine the highest position reached by this piston is lower. As a result, the volume of the compression chamber 9 varies for the next combustion. If the load does not change, the volume of the compression chamber does not change either.
If the amount of fuel and air mixture introduced into the engine increases, the compression pressure overcomes part of the resistance of the brake piston 25, causing this piston to rise up into the cylinder 26 and thus cause a brake piston. variation of the angular position of the lever 20,21. This variation causes a reduction in the distance between the piston 6 and the crankpin 3, and consequently an increase in the volume of the compression chamber 9. In addition: the action of the spring on the valve 32 simultaneously increases as a result of the increasing the compression of the spring 36, which has the effect of increasing the total resistance of the piston 25. The resistance is therefore automatically adjusted to the load.
The invention makes it possible to obtain better combustion for the mixture of air and fuel than that obtained hitherto. In addition, the engine starts more easily, the piston 25 being first in its position. most
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high, and this position can then vary automatically as the load increases.
It can therefore be understood that each degree of compression and each combustion pressure correspond, depending on the setting of the engine ;, to a distinct resistance and to a distinct position of the brake piston 25. By giving the desired dimensions to the various parts, it is possible to obtain a very economical walk at all charges.
Within the scope of the invention, various modifications and changes can be made to the embodiment of the invention which has just been described. In addition, the invention is applicable to any type of internal combustion engine.