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"SYSTEME DE DISTRIBUTION POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE"
L'invention se rapporte aux systèmes de distribution par tiroirs rotatifs pour moteurs à combustion interne, dans lesquels les orifices d'admission et d'échappement des gaz sont contrôlés par des chemises rotatives, entourant le cylindre moteur et actionnées mécaniquement, à vitesse convenable, à l'aide d'une transmission commandée par l'arbre du moteur.
Les moteurs modernes, à grand nombre de tours, exigent dans le cylindre moteur, des orifices d'admission et d'échappe- ment de grandes dimensions, pour assurer une prompte et parfaite évacuation des gaz brûlés, ainsi qu'une bonne admission du fluide gazeux, introduit dans le dit cylindre et soumis dans ce dernier à un mouvement turbulent déterminé.
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La présente invention vise à réaliser un moteur à combustion répondant à de tels desiderata et dans lequel le mécanisme de distribution est en outre soustrait à l'influence des tempéra- tures élevées développées dans la chambre de combustion du moteur.
Suivant l'invention, la distribution du moteur est assurée par deux chemises superposées, entourant le cylindre moteur et entraînées chacune dans un sens de rotation opposé, au quart de la vitesse de l'arbre moteur, les dites chemises étant pourvues de fenêtres qui contrôlent, en temps voulu, quatre orifices ménagés régulièrement dans un morne plan du cylindre moteur et diamétralement opposés par paires, l'une de ces paires d'orifices correspondant avec le conduit d'admission du fluide gazeux et l'autre avec le conduit d'échappement des gaz brûlés du moteur.
Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci- après, en référence auxdessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 montre une élévation en coupe d'un moteur à combus- tion, pourvu du système de distribution;
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de Fig. 1;
Fig. 3 est une coupe similaire à la Fig. 2, montrant une autre position des organes distributeurs;
Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de Fig.l;
Fig. 5 est une vue en coupe partielle, en élévation, du moteur, montrant une variante d'un détail de ce moteur.
Dans ces Figures, le cylindre 1 du moteur est garni inté- rieurement d'un fourreau fixe 2, à l'extérieur duquel tournent, dans un logement ménagé entre le dit fourreau et le dit cylin- dre, deux chemises 3 et 4 pourvues respectivement de couronnes dentées 5 et 6.
Les dites couronnes sont en prise, respectivement avec les pignons 7 et 8, solidaires des axes concentriques 9 et 10,
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qui pivotent dans une extension du carter du moteur et sur les- quels sont calés les pignons d'angle 11 et 12, qui coopèrent avec le pignon 13, fixé aune extrémité de l'arbre vilebrequin
14 du moteur, de manière à imprimer à chacune des dites chemises un mouvement de rotation de sens différent, et à une vitesse correspondant au quart de la vitesse de l'arbre moteur.
Dans les moteurs polycylindriques, les chemises de distri- bution seront entraînées soit par une commande unique avec entraînement mutuel des chemises correspondantes des différents cylindres, soit par commande individuelle des chemises de chaque cylindre.
Dans le cylindre 1 et dans le fourreau 2 sont ménagés des orifices 15,16 et 17,18 correspondant, les premiers au conduit d'admission du fluide gazeux et les seconds au conduit d'échap- pement des gaz brûlés du moteur.
Les dits orifices sont situés dans un même plan transversal du cylindre moteur et uniformément répartis sur la périphérie du cylindre. Les orifices d'admission 15-16 se trouvent diamé- tralement opposés, de même que les orifices 17-18 d'échappement.,
Le tracé des parois des conduits prolongeant les orifices d'admission 15 et 16 est établi de façon à diriger le fluide gazeux, introduit dans le cylindre moteur, suivant une direction déterminée en vue de provoquer, dans le dit cylindre, un mouve- ment de turbulence commandé du fluide introduit.
Les chemises rotatives 3 et 4 sont pourvues chacune, à hauteur des orifices du cylindre moteur, de deux fenêtres diamé- tralement opposées, respectivement 22-23 et 24-25.
Les dites fenêtres sont destinées à établir alternative- ment, en temps voulu, la communication du cylindre moteur soit avec les conduits d'admission, soit avec les conduits d'échappement.
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Cette communication s'établit lorsque, par la rotation des chemises en sens opposé, les lumières de l'une de ces che- mises viennent à correspondre avec les lumières de l'autre, ainsi qu'avec les orifices du moteur.
Grâce au mouvement inverse des chemises, les orifices du moteur seront ouverts et obturés rapidement, malgré le développe- ment angulaire important des dits orifices.
Etant donné le développement angulaire des orifices du cylindre, ainsi que celui des fenêtres des chemises de distri- bution 3 et 4, ces dernières sont divisées pour former deux ouvertures égales séparées par une portion des dites chemises, respectivement 3a et 4a, qui obture hermétiquement la communica- tion entre deux conduits voisins, d'échappement et d'admission, dans certaines positions des dites fenêtres (Fig. 4), afin d'em- pêcher le passage des gaz de l'un à l'autre de ces conduits, par le dégagement ménagé entre le f ourre au 2 et le cylindre 1, et prévu pour le passage des chemises.
Le fait que les dites chemises découvrent successivement les orifices d'admission et d'échappement, permet de maintenir les organes de distribution à une très faible température, en évitant l'inconvénient de la formation des points chauds qui s'établissent autour des ouvertures des organes de distribution, sous l'action de l'échappement des gaz brûlés.
Dans la réalisation décrite et figurée, les orifices d'admission et d'échappement ont été de préférence disposés à hauteur du point mort bas du piston moteur 21. Le système de distribution suivant l'invention se trouve de cette façon à l'endroit la plus froid du cylindre moteur et travaille ainsi dans de meilleures conditions mécaniques que lorsque la distri- bution est prévue à hauteur du point mort haut du piston moteur.
Lorsque les orifices d'admission et d'échappement sont
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prévusà hauteur du point mort bas du piston moteur, le système de distribution est avantageusement complété par l'adjonction d'un échappement complémentaire pour les gaz brûlés, ménagé dans la chambre de combustion du moteur.
A cet effet, des orifices 19 et 20 (Figs. 1 et 4) diamétra- lement opposés et prévus dans le cylindre moteur, au-dessus du point mort haut du piston, sont contrôlés par une extension de la chemise 3 de distribution qui est munie dans ce but de fenêtres 26 et 27.
Suivant une variante de réalisation (Fig. 5), la culasse 28 du cylindre moteur est pourvue d'un orifice 29 d'échappement, contrôlé par une soupape 30, commandée par une transmission appropriée, à l'intervention de l'arbre moteur.
Le cycle de fonctionnement du moteur tel que décrit s'établit comme suit :
Vers la fin de la période d'aspiration, pendant la descente du piston, ce dernier découvre les orifices du moteur, tandis qu'au même moment, les fenêtres 23-25 et 22-24 des chemises respectives 3 et 4 passent devant les orifices 15 et 16 en établissant un large passage, soit à l'admission d'air, lorsque le moteur travaille avec injection de combustible liquide, soit à l'admission d'air carburé, lorsque le moteur est alimenté par des gaz carburés débités par un carburateur. A la remontée du piston, pendant la période de compression, les orifices 15 et 16 sont recouverts par le piston 21, tandis que les chemises 3 et 4, par leur mouvement, recouvrent ces derniers orifices.
Lorsque le piston arrive au point mort haut, l'explosion se produit, suivant le mode de fonctionnement du moteur, soit par auto-allumage, soit sous l'action d'un courant électrique. Vers la fin de la période de détente, le piston découvre à nouveau les orifices du cylindre moteur, dont les orifices 17-18 d'échap-
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pement sont ouverts par le passage devant ces derniers orifices des fenêtres 22-23 et 24-25 des chemises 3 et 4.
La grande section des orifices d'échappement découverts par le piston moteur, permet un échappement instantané qui constitue une décharge thermique considérable pour le cylindre moteur. Par la remontée du piston, pendant la période d'échappe- ment, les orifices 17 et 18 sont recouverts par le piston, tandis que les orifices 19 et 20 d'échappement secondaire sont décou- verts par le passage devant ces derniers orifices, des fenêtres 26 et 27 de la chemise 3. Pendant cette dernière période, il ne reste à évacuer du cylindre moteur qu'une faible quantité de gaz brûlés, déjà refroidis, qui auront pour effet de permettre de maintenir la culasse à une température minimum favorable à l'élévation du taux de compression.
Dans certaines conditions de fonctionnement du moteur et de réglage de l'ouverture des orifices d'échappement 19 et 20, l'évacuation brusque des gaz brûlés, par les ouvertures d'échappement inférieures, provoquera une dépression suffisante )pour créer un appel d'air, par les dits orifices 19 et 20, qui constituera un balayage dans le cylindre moteur.
Il est bien entendu que l'échappement secondaire pourra s'effectuer, dans les mêmes conditions, par le conduit 29 contrôlé par la soupape 30.
Comme spécifié plus haut, l'introduction de la masse gazeuse dans le cylindre moteur a lieu vers la fin de la période d'aspiration du moteur. La. masse gazeuse pénètre ainsi dans le cylindre au moment où, sous l'effet de la descente du piston, un certain vide règne dans le cylindre, ce qui permet d'améliorer sensiblement le coefficient de remplissage du dit cylindre.
De même, les gaz résiduels étant très détendus sous l'effet
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de la dépression créée dans le cylindre, ces gaz sont fortement refroidis, ce qui permet d'augmenter notablement le taux de compression du moteur, avant d'atteindre les températures cri- tiques qui, par combustion prématurée des gaz, provoquent des troubles dans la marche du moteur.
REVENDICATIONS.
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1 - Système de distribution pour moteur à combustion interne, dans lequel les orifices d'admission et d'échappement s'ouvrant dans le cylindre moteur sont contrôlés par des che- mises cylindriques qui entourent le dit cylindre et qui tournent autour de ce dernier, sous la commande de l'arbre moteur, caractérisé en ce que les dits orifices sont au nombre de, quatre et sont disposés uniformément dans un même plan transversal du cylindre moteur et de préférence à hauteur du point mort bas du piston moteur, les orifices diamétralement opposés étant prévus les uns pour l'admission du fluide gazeux et les autres pour l'échappement des gaz brûlés,
les dits orifices étant contrôlés par deux chemises superposées tournant en sens inverse l'une de l'autre et au quart de la vitesse de l'arbre moteur, les dites chemises étànt pourvues de fenêtres destinées à établir successi- vement la communication du cylindre moteur, soit avec les conduits d'échappement, soit avec les conduits d'admission.
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"DISTRIBUTION SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES"
The invention relates to distribution systems by rotary spools for internal combustion engines, in which the gas intake and exhaust ports are controlled by rotary liners, surrounding the engine cylinder and actuated mechanically, at suitable speed, using a transmission controlled by the motor shaft.
Modern high-speed engines require large intake and exhaust ports in the engine cylinder to ensure rapid and perfect evacuation of burnt gases, as well as good fluid intake. gas, introduced into said cylinder and subjected in the latter to a determined turbulent movement.
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The present invention aims to provide a combustion engine meeting such desiderata and in which the distribution mechanism is furthermore shielded from the influence of the high temperatures developed in the combustion chamber of the engine.
According to the invention, the distribution of the engine is ensured by two superimposed liners, surrounding the engine cylinder and each driven in an opposite direction of rotation, at a quarter of the speed of the engine shaft, said liners being provided with windows which control , in due time, four orifices arranged regularly in a dull plane of the engine cylinder and diametrically opposed in pairs, one of these pairs of orifices corresponding with the gaseous fluid inlet duct and the other with the gas duct. exhaust of burnt gases from the engine.
An exemplary embodiment of the invention will be described below, with reference to the appended drawings, in which:
Fig. 1 shows a sectional elevation of a combustion engine provided with the distribution system;
Fig. 2 is a section taken along line II-II of FIG. 1;
Fig. 3 is a section similar to FIG. 2, showing another position of the distributing members;
Fig. 4 is a sectional view along the line IV-IV of Fig.l;
Fig. 5 is a partial sectional elevation view of the engine, showing a variant of a detail of this engine.
In these Figures, the cylinder 1 of the engine is internally lined with a fixed sleeve 2, on the outside of which rotate, in a housing formed between said sleeve and said cylinder, two liners 3 and 4 respectively provided of toothed crowns 5 and 6.
Said rings are engaged, respectively with the pinions 7 and 8, integral with the concentric axes 9 and 10,
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which pivot in an extension of the engine casing and on which are wedged the angle gears 11 and 12, which cooperate with the pinion 13, fixed at one end of the crankshaft
14 of the motor, so as to impart to each of said liners a rotational movement in a different direction, and at a speed corresponding to a quarter of the speed of the motor shaft.
In polycylindrical engines, the distribution liners will be driven either by a single control with mutual drive of the corresponding liners of the different cylinders, or by individual control of the liners of each cylinder.
In the cylinder 1 and in the sleeve 2 are formed corresponding orifices 15, 16 and 17, 18, the first to the gaseous fluid inlet duct and the second to the exhaust duct for the burnt gases of the engine.
Said orifices are located in the same transverse plane of the engine cylinder and uniformly distributed over the periphery of the cylinder. The intake ports 15-16 are diametrically opposed, as are the exhaust ports 17-18.,
The layout of the walls of the ducts extending the intake orifices 15 and 16 is established so as to direct the gaseous fluid, introduced into the engine cylinder, in a determined direction with a view to causing, in said cylinder, a movement of controlled turbulence of the introduced fluid.
The rotary liners 3 and 4 are each provided, at the height of the orifices of the engine cylinder, with two diametrically opposed windows, respectively 22-23 and 24-25.
Said windows are intended to establish alternately, in due time, the communication of the engine cylinder either with the intake ducts or with the exhaust ducts.
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This communication is established when, by the rotation of the shirts in the opposite direction, the lights of one of these shirts come to correspond with the lights of the other, as well as with the orifices of the engine.
Thanks to the reverse movement of the liners, the motor orifices will be opened and closed quickly, despite the significant angular development of said orifices.
Given the angular development of the orifices of the cylinder, as well as that of the windows of the distribution liners 3 and 4, the latter are divided to form two equal openings separated by a portion of said liners, respectively 3a and 4a, which hermetically seals communication between two neighboring ducts, exhaust and intake, in certain positions of said windows (Fig. 4), in order to prevent the passage of gases from one to the other of these ducts , by the clearance between the f ourre at 2 and the cylinder 1, and provided for the passage of the liners.
The fact that said liners successively uncover the intake and exhaust openings makes it possible to maintain the distribution members at a very low temperature, avoiding the drawback of the formation of hot spots which are established around the openings of the distribution bodies, under the action of the exhaust of the burnt gases.
In the embodiment described and shown, the intake and exhaust openings have preferably been placed at the level of the bottom dead center of the engine piston 21. The distribution system according to the invention is in this way at the highest point. cooler of the engine cylinder and thus works in better mechanical conditions than when the distribution is provided at the height of the top dead center of the engine piston.
When the intake and exhaust ports are
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provided at the level of the bottom dead center of the engine piston, the distribution system is advantageously completed by the addition of an additional exhaust for the burnt gases, provided in the combustion chamber of the engine.
To this end, openings 19 and 20 (Figs. 1 and 4) diametrically opposed and provided in the engine cylinder, above the top dead center of the piston, are controlled by an extension of the distribution sleeve 3 which is provided for this purpose with windows 26 and 27.
According to an alternative embodiment (FIG. 5), the cylinder head 28 of the engine cylinder is provided with an exhaust port 29, controlled by a valve 30, controlled by an appropriate transmission, with the intervention of the engine shaft.
The engine operating cycle as described is established as follows:
Towards the end of the suction period, during the descent of the piston, the latter uncovers the orifices of the motor, while at the same time, the windows 23-25 and 22-24 of the respective liners 3 and 4 pass in front of the orifices 15 and 16 by establishing a wide passage, either at the air intake, when the engine works with injection of liquid fuel, or at the carbureted air intake, when the engine is supplied by carburized gases delivered by a carburetor. When the piston rises, during the compression period, the orifices 15 and 16 are covered by the piston 21, while the liners 3 and 4, by their movement, cover these latter orifices.
When the piston reaches top dead center, the explosion occurs, depending on the engine operating mode, either by self-ignition or by the action of an electric current. Towards the end of the expansion period, the piston again uncovers the orifices of the engine cylinder, including the exhaust ports 17-18.
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pement are opened by the passage in front of these last openings of windows 22-23 and 24-25 of shirts 3 and 4.
The large section of the exhaust ports uncovered by the engine piston allows instantaneous exhaust which constitutes a considerable thermal discharge for the engine cylinder. By the rise of the piston, during the exhaust period, the orifices 17 and 18 are covered by the piston, while the secondary exhaust orifices 19 and 20 are uncovered by the passage in front of these latter orifices, windows 26 and 27 of the jacket 3. During this last period, only a small quantity of burnt gas, already cooled, remains to be evacuated from the engine cylinder, which will have the effect of making it possible to maintain the cylinder head at a minimum temperature favorable to raising the compression ratio.
Under certain conditions of engine operation and adjustment of the opening of the exhaust ports 19 and 20, the sudden evacuation of the burnt gases, through the lower exhaust openings, will cause sufficient vacuum to create a call for air, through said orifices 19 and 20, which will constitute a sweep in the engine cylinder.
It is understood that the secondary exhaust can be carried out, under the same conditions, through the pipe 29 controlled by the valve 30.
As specified above, the introduction of the mass of gas into the engine cylinder takes place towards the end of the engine suction period. The gaseous mass thus enters the cylinder at the moment when, under the effect of the descent of the piston, a certain vacuum exists in the cylinder, which makes it possible to substantially improve the filling coefficient of said cylinder.
Likewise, the residual gases being very relaxed under the effect
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of the vacuum created in the cylinder, these gases are strongly cooled, which makes it possible to increase the compression ratio of the engine significantly, before reaching the critical temperatures which, by premature combustion of the gases, cause disturbances in the engine. engine running.
CLAIMS.
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1 - Distribution system for an internal combustion engine, in which the intake and exhaust ports opening into the engine cylinder are controlled by cylindrical jackets which surround the said cylinder and which rotate around the latter, under the control of the motor shaft, characterized in that the said orifices are four in number and are arranged uniformly in the same transverse plane of the motor cylinder and preferably at the height of the bottom dead center of the motor piston, the orifices diametrically opposites being provided, one for the admission of the gaseous fluid and the other for the exhaust of the burnt gases,
the said orifices being controlled by two superimposed liners rotating in the opposite direction to each other and at a quarter of the speed of the motor shaft, the said liners are provided with windows intended to successively establish communication between the motor cylinder , either with the exhaust ducts, or with the intake ducts.