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Procédé et dispositif d'alimentation des moteurs \ combustion interne.
,On a déjà eu l'idée d'alimenter les moteurs \ combustion interne en faisant subir au combustible, avant son introduction dans le cylindre moteur, deux pulvérisations successives, en le faisant traverser à grande vitesse et suc- cessivement dans un sens puis en sens inverse un même pulvé- risateur .
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention comporte également une double pulvérisation, mais qui n'exige pas un trajet du combustible dans un sens puis en sens opposé au travers d'un seul et même pulvérisateur.
La première pulvérisation s' effectue par un passage spécial au moyen de l'air fortement comprimé par le .piston et envoyé dans un pulvérisateur où il se:'charge de combustible; ce dernier étant projeté ensuite a l'état pulvérisé dans une chambre d'allumage déjà remplie d'air antérieurement par le piston dans le. première partie de sa course ascendante, et dans laquelle se produit l'inflammation du combustible.
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La deuxième pulvérisation s'effectue par un passage direct faisant communiquer cette chambre d'allumage et le cylin- dre, et dans lequel les gaz brûlés sortant de la chambre d'allu- mage se détendent.
L'avantage de cette disposition est de permettre des sections de passage des gaz différentes, ce qui est nécessaire du fait de la capacité différente des deux chambres de compres- sion (dans le cylindre) et d'allumage. Le deuxième passage ou passage direct doit être plus ouvert que le premier.
On a constaté en outre qu'il peut y avoir intérêt à fermer le tiroir avant le commencement de la course de compression,de manière à éviter tout refoulement préalable d'air sous pression dans la chambre d'allumage.
Pendant la course de compression, et lorsque l'air compri- mé par le piston a atteint la pression voulue, un obturateur s'ouvre et laisse pénétrer une certaine quantité de cet air comprimé dans un réservoir auxiliaire. L'air ainsi emmagasiné dans ce réservoir sert à pulvériser le combustible dans la chambre d'allumage (première pulvérisation). Puis le tiroir du canal de communication directe entre le cylindre et la chambre d'allumage s'ouvrant, l'air de combustion, comprimé par le piston, pénètre dans cette chambre, provoque la combustion du combustible qui y a été pulvérisé, et les gaz brûlés se détendant repassent (deuxième pulvérisation) par cette même communication directe de la chambre d'allumage dans le cylindre du moteur.
Il y a donc bien, également dans ce cas, double pulvé- risation et double communication entre la chambre d'allumage et le cylindre du moteur; la première communication assurant le passage d'air comprimé (provenant du cylindre du moteur) dans le pulvérisateur en vue de la pulvérisation du combustible dans la chambre d'allumage,et la- deuxième communication assurant le
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passage des gaz brûlés se détendant, de la chambre d'allu- mage dans le cylindre du moteur
Mais encore une fois, il n'y a pas refoulement préalable d'air comprimé dans la chambre d'allumage avant la première pulvérisation. L'air de combustion ne pénètre dans la chambre d'allumage qu'après cette première pulvérisa- tion et au moment de l'ouverture du,tiroir.
L'invention concerne également un dispositif pour la réalisation de ce procédée dispositif dans lequel un tiroir mobile est disposé à la partie supérieure du cylin- dre du moteur , ce tiroir étant percé d'un ou de deux ori- fices convenablement placés dont l'un sert à mettre alter- nativement et aux moments voulus en communication et hors de communication par le passage direct le cylindre du moteur et la chambre d'allumage. L'autre orifice peut servir à mettre en communication aux moments voulus le cylindre du moteur et la chambre d'allumage par le passage spécial avoc pulvérisateur; si cet orifice dans le tiroir est supprimé, on munit alors ce passage spécial d'une soupape d'obtura- tion avec ressort convenablement taré permettant l'ouver- ture de la soupape quand la pression de l'air comprimé par le piston dans le cylindre atteint une valeur donnée.
Aux dessins ci-joints, on a représenté à titre d'exemples non limitatifs diverses formas.,de réalisation d'un dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention.
Dans ces dessins : fig. 1, 2 et 3 sont des vues en coupe représentant respectivement le dispositif en fin do compression, pendant la pulvérisation et au début de la détente;
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fig. 4 est une vue en coupe d'une variante; fig. 5 est une.'vue en coupe d'un dispositif dans lequel le tiroir est fermé avant la fin de la course de compression.
En fig. 1 à 3, dans le cylindre 1 du moteur, se déplace un piston 2 monté sur une bielle 3. Le cylindre comporte à son extrémité supérieure deux canaux 4 et 5;'le diamètre du canal
4 est de préférence supérieur à.celui du canal 5. Un tiroir 6 susceptible de coulisser perpendiculairement à l'axe du cylindre, sous l'action de tout dispositif approprié, est percé de deux canaux 7 et 8 ayant respectivement des diamètres égaux à ceux des canaux 4 et 5, les axes de ces canaux 7 et 8 étant écartés d'une distance supérieure à celle qui sépare les parois voisines des canaux 4 et 5.
Dans un bloc 9 venu de fonderie ou rapporté sur le cylindre 1 sont creusés un canal 10, un canal 11 d'alimentation de combustible, une chambre d'allumage 12 et un canal 13,A la jonction des canaux 11 et 10 est disposé le pulvérisateur 14 qui débouche dans la chambre 12. 'une bille obturatrice 15 est prévue sur le canal 11 pour n'autoriser l'admission du combustible au pulvérisateur qu'aux instants convenables.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Pendant la première phase de la course de compression, la chambre d'allumage 12 est en communication avec le cylindre 1 du moteur par les canaux 4,7 et 13. La chambre 12 est donc remplie d'air à une pression fonction de la position du piston 2. Quand le piston 2 se trouve à une certaine distance de son point mort., le tiroir 6 se déplace de manière à fermer toute communication directe entre le cylindre 1 et la chambre 12, par les canaux 4 et 13 (fig. 1).
Le piston 2, continuant sa course ascendante, comprime fortement l'air reste-dans le. cylindre jusqu'au moment où le tiroir-6 s'est suffisamment déplacé vers la gauche pour assurer'
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par le canl 8 la communication entre les canaux 5 et 10 et donc entre la chambre de compression et la chambre d'allumage' 12. A ce moment , l'air comprimé passe à très grande vitesse par les canaux 5,8 et 10, traverse le pulvérisateur 14 où la'charge de combustible a été amenée sous faible pression par le canal 11; en traversant le pulvérisateur 14, l'air se chars' de combustible qui est ainsi introduit très finement pulvérisé dans la chambre 12. Cette'chambre.12 est alors remplie d'un mélange gazeux à la pression convenable (fig. 2).
Par compres- sion, ou au contact des parois convenablement chauffées de la chambre 12, le combustible s'enflamme et la combustion a lieu.
A ce moment, le tiroir 6 revient à la position représentée en fig.3 et les gaz se détendent dans le cylindre par les canaux 13,7 et 4; les canaux 8 et 5 ne sont alors plus en communication., et le tiroir conserve cette position de fig. 3 pendant toute la course de détente du piston et pendant la premièro partie de la course de compression. Puis la communication se rétablit comme il a déjà été décrit et le cycle recommence en deux temps.
Bien entendu l'invention est applicable également à des moteurs à quatre temps.
Dans la variante de fig. 4 , le tiroir 6 ne comporte qu'un seul canal 7 destiné à'faire communiquer le cylindre 1 et la chambre d'allumage 12, L'autre communication entre le cylindre et la chambre d'allumage est réalisée par un conduit 16 qui débouche directement dans le cylindre 1 et communique en permanence avec ce dernier, De l'autre cote'ce conduit débouche dans une chambre 17 séparée par une bride 18 (soli- daire de la tige 19 d'une soupape 20) d'une chambre 21 for-
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mant magasin de combustible et dans laquelle débouche le canal 11 d'arrivée du combustible.
'La soupape 20, munie d'un ressort de rappel 22 convenablement taré qui la maintient normalement fermée, empêche alors toute communication du conduit 16 et du magasin 21 avec la chambre d'allumage 12.
Lorsque la pression de l'air refoulé dans le conduit 16 par le piston 2 devient suffisamment forte, la soupape 20 s'ouvre, la bride 16 se déplace également vers la gauche faisant communiquer 1c conduit 16 avec le magasin à combustible 21, et ce dernier est pulvérisé au travers du pulvérisateur 14 (traversé par la tige 19 de la soupape) et projeté dans la chambre d'allumage 12.
Le conduit 11 d'amenée du combustible comporte une bille de retenue à ressort 23.
Il y a lieu de remarquer que le refoulement de l'air de combustion dans la chambre d'allumage 12 peut être soit total,soit partiel.
Il y a lieu de 'remarquer également que le tiroir (à un ou dèux orifices) peut être à mouvements oscillants au lieu d'être à mouvements linéaires, ou encore de toute autre forme.
Dans la variante de fig. 5, on retrouve le cylindre 1 du moteur, son piston 2, la chambre d'allumage 12,le canal 4 mettant cette chambre en communication directe avec le cylindre par l'intermédiaire d'un tiroir oscillant 6, le second canal'16 (ou canal d'air comprimé) mettant en communication la chambre 12 et le cylindre 1 par l'intermédiaire d'un pulvérisateur 14.
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Sur ce canal 16 est disposé un réservoir ,auxiliaire 24 et l'ontrée de ce canal du côté du cylindre est obturée par un clapet 25. Enfin 26 est un clapet monté sur le pulvérisateur au débouché dans la chambre 12. Il est,le canal d'arrivée du combus- tible.
Le fonctionnement est le suivant
Pendant la course de compression du piston 1 et lorsque l'air comprimé par ce piston atteint la pression voulue., le clapet de prise d'air 25 s'ouvre et refoule une certaine quantité d'air .comprimé dans le réservoir auxiliaire 24 d'air comprimé pour y maintenir la pression désirée. Le combustible, introduit dans le pulvérisateur par le conduit 11, est pulvérisé par l'air contenu dans ce réservoir au moment où s'ouvre le clapet du pul- vérisateur 26 et projeté dans la chambre d'allumage 12. Au moment voulu, le tiroir 6 du canal de communication 4 rétablit la communication directe entre le cylindre et la chambre d'allumage 12; l'air de combustion, comprimé par le piston, pénètre dans la chambre d'allumage, provoquant ainsi la combustion du combustible qui avait été pulvérisé.
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Method and device for supplying internal combustion engines.
We have already had the idea of supplying internal combustion engines by subjecting the fuel, before its introduction into the engine cylinder, two successive sprays, by making it cross at high speed and successively in one direction then in reverse direction the same sprayer.
The method which is the subject of the present invention also comprises a double spraying, but which does not require a path of the fuel in one direction and then in the opposite direction through one and the same sprayer.
The first spraying takes place through a special passage by means of air strongly compressed by the .piston and sent to a sprayer where it is: 'charge of fuel; the latter then being projected in the sprayed state in an ignition chamber already filled with air previously by the piston in the. first part of its upward stroke, and in which the fuel ignites.
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The second spraying takes place through a direct passage communicating this ignition chamber and the cylinder, and in which the burnt gases leaving the ignition chamber expand.
The advantage of this arrangement is to allow different gas passage sections, which is necessary because of the different capacity of the two compression (in the cylinder) and ignition chambers. The second passage or direct passage must be more open than the first.
It has also been found that it may be advantageous to close the slide before the start of the compression stroke, so as to avoid any prior discharge of pressurized air into the ignition chamber.
During the compression stroke, and when the air compressed by the piston has reached the desired pressure, a shutter opens and allows a certain quantity of this compressed air to enter an auxiliary reservoir. The air thus stored in this tank is used to spray the fuel into the ignition chamber (first spray). Then the slide of the direct communication channel between the cylinder and the ignition chamber opens, the combustion air, compressed by the piston, enters this chamber, causes the combustion of the fuel which has been atomized there, and the Expanding burnt gases pass back (second spray) through this same direct communication from the ignition chamber to the engine cylinder.
There is therefore, also in this case, double spraying and double communication between the ignition chamber and the engine cylinder; the first communication ensuring the passage of compressed air (coming from the cylinder of the engine) in the sprayer with a view to atomizing the fuel in the ignition chamber, and the second communication ensuring the
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passage of the exhausted burnt gases from the ignition chamber into the engine cylinder
But again, there is no prior discharge of compressed air into the ignition chamber before the first spray. Combustion air does not enter the ignition chamber until after this first spraying and when the drawer is opened.
The invention also relates to a device for carrying out this process, a device in which a movable slide is arranged in the upper part of the cylinder of the motor, this slide being pierced with one or two suitably placed holes of which the one is used to put the engine cylinder and the ignition chamber alternately and at the desired times in communication and out of communication by the direct passage. The other orifice can be used to place the engine cylinder and the ignition chamber in communication at the desired times via the special sprayer passage; if this orifice in the drawer is omitted, then this special passage is fitted with a shut-off valve with a suitably calibrated spring allowing the opening of the valve when the pressure of the air compressed by the piston in the valve. cylinder reaches a given value.
In the accompanying drawings, there is shown by way of nonlimiting examples various embodiments of a device intended for implementing the method which is the subject of the invention.
In these drawings: fig. 1, 2 and 3 are sectional views showing respectively the device at the end of compression, during spraying and at the start of the expansion;
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fig. 4 is a sectional view of a variant; fig. 5 is a sectional view of a device in which the drawer is closed before the end of the compression stroke.
In fig. 1 to 3, in the cylinder 1 of the engine, moves a piston 2 mounted on a connecting rod 3. The cylinder has at its upper end two channels 4 and 5; 'the diameter of the channel
4 is preferably greater than that of channel 5. A slide 6 capable of sliding perpendicularly to the axis of the cylinder, under the action of any suitable device, is pierced with two channels 7 and 8 having diameters equal to those respectively. channels 4 and 5, the axes of these channels 7 and 8 being spaced apart by a distance greater than that which separates the neighboring walls of the channels 4 and 5.
In a block 9 from the foundry or attached to the cylinder 1 are hollowed out a channel 10, a fuel supply channel 11, an ignition chamber 12 and a channel 13, At the junction of the channels 11 and 10 is arranged the sprayer 14 which opens into chamber 12. 'a shutter ball 15 is provided on channel 11 so as to allow fuel to be admitted to the sprayer only at suitable times.
The operation of the device is as follows:
During the first phase of the compression stroke, the ignition chamber 12 is in communication with the cylinder 1 of the engine via the channels 4, 7 and 13. The chamber 12 is therefore filled with air at a pressure depending on the position. piston 2. When piston 2 is at a certain distance from its neutral point, spool 6 moves so as to close all direct communication between cylinder 1 and chamber 12, via channels 4 and 13 (fig. 1).
The piston 2, continuing its upward stroke, strongly compresses the air remaining in it. cylinder until the drawer-6 has moved sufficiently to the left to ensure '
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through channel 8 the communication between channels 5 and 10 and therefore between the compression chamber and ignition chamber '12. At this time, the compressed air passes at very high speed through channels 5, 8 and 10, passes through the sprayer 14 where the fuel load has been supplied under low pressure through the channel 11; by passing through the sprayer 14, the air is loaded with fuel which is thus introduced very finely sprayed into the chamber 12. This chamber 12 is then filled with a gas mixture at the appropriate pressure (FIG. 2).
By compression, or in contact with the suitably heated walls of chamber 12, the fuel ignites and combustion takes place.
At this time, the slide 6 returns to the position shown in fig.3 and the gases expand in the cylinder through the channels 13, 7 and 4; the channels 8 and 5 are then no longer in communication., and the drawer keeps this position of FIG. 3 during the entire expansion stroke of the piston and during the first part of the compression stroke. Then the communication is reestablished as it has already been described and the cycle begins again in two stages.
Of course, the invention is also applicable to four-stroke engines.
In the variant of fig. 4, the drawer 6 has only one channel 7 intended to communicate between cylinder 1 and ignition chamber 12, the other communication between the cylinder and the ignition chamber is made by a conduit 16 which opens out directly in the cylinder 1 and communicates permanently with the latter, On the other side, this duct opens into a chamber 17 separated by a flange 18 (integral with the rod 19 of a valve 20) from a chamber 21 for-
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mant fuel store and into which opens the fuel inlet channel 11.
The valve 20, provided with a return spring 22 suitably calibrated which keeps it normally closed, then prevents any communication of the conduit 16 and the store 21 with the ignition chamber 12.
When the pressure of the air discharged into the pipe 16 by the piston 2 becomes sufficiently strong, the valve 20 opens, the flange 16 also moves to the left making the pipe 16 communicate with the fuel store 21, and this the latter is sprayed through the sprayer 14 (crossed by the valve rod 19) and projected into the ignition chamber 12.
The fuel supply duct 11 comprises a spring-loaded retaining ball 23.
It should be noted that the discharge of the combustion air into the ignition chamber 12 can be either total or partial.
It should also be noted that the drawer (with one or two orifices) may have oscillating movements instead of being linear movements, or else of any other shape.
In the variant of fig. 5, we find the cylinder 1 of the engine, its piston 2, the ignition chamber 12, the channel 4 putting this chamber in direct communication with the cylinder via an oscillating slide 6, the second channel '16 ( or compressed air channel) putting the chamber 12 and the cylinder 1 in communication by means of a sprayer 14.
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On this channel 16 is disposed a reservoir, auxiliary 24 and the flow of this channel on the cylinder side is closed by a valve 25. Finally 26 is a valve mounted on the sprayer at the outlet in the chamber 12. It is, the channel arrival of fuel.
The operation is as follows
During the compression stroke of the piston 1 and when the air compressed by this piston reaches the desired pressure., The air intake valve 25 opens and delivers a certain quantity of compressed air into the auxiliary reservoir 24 d compressed air to maintain the desired pressure. The fuel, introduced into the sprayer through line 11, is sprayed by the air contained in this tank when the valve of the sprayer 26 opens and projected into the ignition chamber 12. At the desired moment, the fuel. drawer 6 of the communication channel 4 re-establishes direct communication between the cylinder and the ignition chamber 12; the combustion air, compressed by the piston, enters the ignition chamber, causing combustion of the fuel which had been atomized.
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