<Desc/Clms Page number 1>
AKTIESELSKABET BURMEISTER & WAI'S MASKIN- OG SXIBSBYGGERI, résidant à
COPENHAGUE.
AGENCEMENT POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE A DEUX TEMPS, AVEC LUMIERES D'
ECHAPPEMENT COMMANDEES PAR PISTON.
(Inventeur : A.stergaard).
La présente invention est relative à un agencement pour moteurs à combustion interne à deux temps, en particulier pour moteurs Diesel,du type de ceux dans lesquels l'échappement des produits de la combustion se fait par des lumières du cylindre commandées par piston, vers une zone d'é- chappement entourant le cylindre, de laquelle les produits de la combustion se dirigent vers un conduit d'échappement qui peut par exemple mener à une turbine à gaz d'échappement servant à faire fonctionner un ventilateur des- tinée à fournir au cylindre de l'air de balayage et d'admission.
Le but de l'invention est d'assurer une résistance aussi fai- ble que possible à l'écoulement et, dans l'ensemble, des conditions d'écou- lement aussi bonnes que possible pour le gaz d'échappement, pendant son écoulement du cylindre vers le conduit de sortie. A cet effet, il a déjà été proposé antérieurement de réaliser la zone d'échappement et es lumiè- res d'échappement du cylindre d'une façon spéciale et avantageuse, entre autres en prévoyant un accroissement progressif de la section transversa- le de la zone d'échappement, vers le conduit,de sortie, à partir du côté du cylindre opposé audit conduit, et, en outre, en prévoyant les lumières du cylindre de telle facon que les produits de la combustion s'écoulant par celles-ci aient une direction convenable par rapport à la zone d'échap- pement et par rapport au conduit de sortie.
Il s'est toutefois avéré pra- tiquement impossible de donner au cylindre une forme qui puisse assurer une réduction effective de la résistance à l'écoulement par un guidage convenable des produits d'échappement car ceci donnerait lieu à de très con-
<Desc/Clms Page number 2>
sidérables difficultés en ce qui concerne la fabrication du cylindre (corps intérieur du cylindre) et, par suite, entraînerait un accroissement considé- rable du prix de revient de ce dernier..
Suivant l'invention,cette difficulté est surmontée grâce à une ceinture ou anneau de guidage spécial, monté autour du cylindre de fa- çon à être entouré par la zone d'échappement, ledit anneau de guidage pré- sentant des orifices ou lumières prolongeant les orifices d'échappement du cylindre proprement dit.
De ce fait, il devient possible de conserver un modèle très simple de lumière d'échappement car, tout d'abord, les lumières d'échappement peuvent être uniformes et, en second lieu, elles peuvent ê- tre d'une forme rectiligne simple, leur direction vers le conduit de sortie étant soit radiale, soit oblique et les lumières des deux côtés du plan a- xial du cylindre passant par l'axe du conduit de sortie étant symétriques par rapport audit plan, tandis que la déflexion spéciale désirée du gaz d'échappement peut être obtenue au moyen de l'anneau de guidage, les ori- fices prévus dans ce dernier pouvant, selon l'invention, dévier de façon convenable vers le conduit de sortie.
Cette déflexion ne doit pas nécessairement être uniforme pour tous les orifices mais elle peut être adaptée, pour les orifices pris indi- viduellement, à la position de ces derniers par rapport au conduit de sor- tie, de façon que l'on obtienne, pour chaque orifice, la forme et la direc- tion la plus convenable. Le modèle exact désiré des orifices de l'anneau de guidage n'implique pas de difficultés spéciales car l'anneau est facile à produire, comme une pièce de précision, par exemple par coulage, soit en une pièce, soit en deux parties ou davantage. Le modèle en plusieurs parties sera, dans de nombreux cas, préférable car il permettra un montage et un dé- montage facile. L'anneau de guidage conforme à l'invention peut, toutefois, également être composé d'aubes séparées.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface de la section transversale (la section transversale de passage) des diffé- rents orifices de l'anneau de guidage diminue dans le sens de l'écoulement, c'est-à-dire de l'intérieur vers l'extérieur. Un tel étranglement a pour avantage de pouvoir déterminer une retenue des matières étrangères, notam- ment des morceaux de bagues de piston brisées, qui autrement pourraient ê- tre entraînées par le gaz d'échappement dans le conduit de sortie et, en- suite, dans la turbine à gaz d'échappement, dont un arrêt inopiné pourrait être occasionné par ces matières étrangères.
Selon l'invention, le rétrécissement des orifices de l'anneau de guidage est avantageusement prévu dans une mesure telle que la surface d'échappement totale des orifices soit approximativement égale à la surface de la section transversale du conduit de sortie. Si, par exemple, en vue d'assurer une retenue efficace des matières étrangères, un rétrécissement particulièrement poussé des orifices de l'anneau de guidage est choisi, le nombre desdits orifices peut, suivant l'invention, être élevé au-delà de la normale, de façon que la surface d'échappement totale des orifices puis- se, malgré le rétrécissement marqué de ceux-ci, correspondre néanmoins tout à fait ou sensiblement à la surface de la section transversale du conduit de sortie.
Afin que l'on puisse respecter une faible largeur des orifices de l'anneau de guidage, à leur côté externe, en vue d'assurer la retenue des matières étrangères, on peut également prévoir un accroissement de la hauteur des orifices, du c8té interne au côté externe, la largeur étant a- lors simultanément diminuée dans le même sens. S'il s'avère difficile de prévoir la largeur de la fente suffisamment petite pour la retenue des ma- tières étrangères, on peut également recourir à un montage d'insertions con- venables dans les orifices de l'anneau de guidage et ces insertions doivent être prévues de façon à n'offrir aucune résistance ou, en tout cas, une ré- sistance tout à fait insignifiante seulement au passage des gaz.
Dans le
<Desc/Clms Page number 3>
cas d'anneaux de guidage composés d'aubes, on peut monter deux aubes ou da- vantage par lumière du corps intérieur du cylindre.
Suivant un mode de réalisation particulier, on peut 'utiliser des lumières de cylindre divisées dans le sens axial de ce dernier, de pré- férence en une partie de petite hauteur et en une partie de plus grande hauteur de telle façon que pendant l'échappement, le piston découvre tout d'abord la section des lumières la moins haute et, ensuite, la section des lumières la plus haute, et, selon l'invention, l'anneau de guidage est alors divisé de façon correspondante. Cet agencement est destiné en particulier aux moteurs turbo-chargés,dont le sens de rotation doit pouvoir être inver- sé sans aucune inversion des ouvertures d'échappement et d'admission.
Cet agencement de l'anneau de guidage présente des avantages en ce qui concer- ne l'écoulement et la puissance, la première partie du gaz d'échappement, qui s'échappe à une vitesse élevée, ayant un meilleur guidage grâce à la section de lumières particulière . Les lumières de cette section ainsi que les lumières de l'autre section peuvent avantageusement être prévues avec une hauteur croissant de l'intérieur vers l'extérieur, combinée, si c'est nécessaire, à une largeur décroissante comme mentionné plus haut.
L'invention est illustrée par le dessin ci-annexé, au moyen de quelques exemples de réalisation.
La figure 1 montre une coupe longitudinale, suivant la ligne
I-I de la figure 2, d'une partie d'un cylindre, avec les éléments qui s'y rattachent, dans un moteur à deux temps, selon l'un des modes de réalisa- tion de l'invention.
La figure 2 montre la même partie en coupe transversale sui- vant la ligne II-II de la figure 1, seules les lumières de la moitié anté- rieure du cylindre ayant été représentées, et la figure 3 montre une partie d'un cylindre avec l'anneau de guidage d'échappement, suivant un autre mode de réalisation de l'invention.
Aux figures 1 et 2, 1 désigne le cylindre proprement dit, 2, une chemise d'eau de refroidissement entourant le cylindre et 3, les lumiè- res d'échappement du cylindre. Extérieurement auxdites ouvertures ou lumiè- res 3, il est prévu, selon l'invention, une ceinture ou anneau de guidage spécial 4, présentant des ouvertures 5, formant des prolongements des lu- mières 3. Autour de l'anneau de guidage 4 est prévue une zone d'échappement
6, qui, à son tour, est entourée par une chemise d'eau de refroidissement
7. La zone d'échappement 6 se termine par une bride 8, à laquelle, comme il est montré à la figure 2, peut être raccordé un conduit de sortie 9, menant à une turbine à gaz d'échappement.
Les lumières 3 du cylindre sont dirigées, de façon rectiligne, de l'intérieur vers l'extérieur du cylindre mais en oblique vers le conduit de sortie 9 et leur direction peut, comme il est indiqué à la figure 2, for- mer un angle de 30 avec le rayon. Les lumières, non représentées, qui sont situées dans la moitié du cylindre montrée postérieurement au dessin sont placées symétriquement aux lumières 3 représentées, par rapport à un plan central du cylindre passant par l'axe de la bride 8. Il en est de même des ouvertures 5 de l'anneau de guidage 4. Lesdites ouvertures 5, comme il est montré, dévient fortement vers le conduit de sortie 9 et vont en se rédui- sant de l'intérieur vers l'extérieur.
Elles peuvent, comme il est montré en traits pleins à la droite de la figure 1, être d'une hauteur constante mais elles peuvent également, ainsi qu'il est montré en pointillé, avoir une hauteur croissant de l'intérieur vers l'extérieur. Corrélativement, l'allure de la zone d'échappement 6 peut être modifiée de la fagon indiquée en pointillé.
L'anneau de guidage 4 représenté est supposé composé de deux parties, une moitié antérieure et une moitié postérieure, et ceci permet l'assemblage et le désassemblage de l'anneau. 6a désigne un anneau de cou-
<Desc/Clms Page number 4>
verture destiné à fermer la zone d'échappement à sa partie supérieure.
La figure 3 montre un mode de réalisation selon lequel l'anneau de guidage 4 est divisé ou formé de telle manière qu'il présente une série supérieure d'ouvertures 5a et une série inférieure d'ouvertures 5b, les ou- vertures 5a, qui les premières sont découvertes par le piston lors de l'é- chappement, étant moins hautes que les ouvertures 5b. Le corps intérieur de cylindre 1 est, de façon correspondante, réalisé avec deux séries de lumiè- res 3a et 3b respectivement. La hauteur des lumières 3a peut, par exemple, correspondre à un tour de vilebrequin de 10-20 ,tandis que l'ouverture des lumières inférieures 3b peut commencer, par exemple, lorsqu'un tour de vi- lebrequin de 5#15 a été fait, après que les lumières 3a ont été tout à fait découvertes.
Ainsi qu'il est représenté à la figure 3, les ouvertures 5a et 5b de l'anneau de guidage sont prévues avec une hauteur croissant de l'in- térieur vers l'extérieur et, dans ce cas, la largeur des ouvertures peut en même temps diminuer.
La figure 2 montre le montage des insertions précitées,selon différents modèles, 10, 11 et 12, respectivement sous forme plate, sous forme cylindrique et sous forme d'aube.
REVENDICATIONS.
1. Agencement pour moteurs à combustion interne à deux temps, avec échappement des produits de la combustion par des lumières de cylin- dre commandées par piston, vers un espace cylindrique entourant le cylindre, espace duquel les produits de la combustion sont dirigés vers un conduit de sortie menant, par exemple, à une turbine à gaz d'échappement, caracté- risé en ce que, autour du cylindre, il est prévu, de fagon à être entouré par la zone d'échappement, une ceinture ou anneau de guidage spécial, avec des ouvertures formant des prolongements des lumières d'échappement du cy- lindre proprement dit.
<Desc / Clms Page number 1>
AKTIESELSKABET BURMEISTER & WAI'S MASKIN- OG SXIBSBYGGERI, residing in
COPENHAGEN.
ARRANGEMENT FOR TWO STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES, WITH LIGHTS
PISTON CONTROLLED EXHAUST.
(Inventor: A.stergaard).
The present invention relates to an arrangement for two-stroke internal combustion engines, in particular for diesel engines, of the type in which the exhaust of the combustion products takes place through piston-controlled cylinder ports, to a exhaust zone surrounding the cylinder, from which the products of combustion flow to an exhaust duct which may for example lead to an exhaust gas turbine serving to operate a fan intended to supply the scanning and intake air cylinder.
The object of the invention is to ensure as low a resistance to flow as possible and, on the whole, as good as possible flow conditions for the exhaust gas, during its flow. from the cylinder to the outlet duct. For this purpose, it has already been proposed previously to realize the exhaust zone and the exhaust lights of the cylinder in a special and advantageous manner, inter alia by providing for a progressive increase in the cross section of the cylinder. exhaust zone, towards the duct, outlet, from the side of the cylinder opposite to said duct, and, furthermore, by providing the ports of the cylinder in such a way that the products of combustion flowing through them have a suitable direction with respect to the exhaust zone and with respect to the outlet duct.
It has, however, proved to be practically impossible to form the cylinder in a shape which can provide an effective reduction in flow resistance by suitable guidance of the exhaust products, since this would give rise to very considerable damage.
<Desc / Clms Page number 2>
considerable difficulties with regard to the manufacture of the cylinder (inner body of the cylinder) and, consequently, would lead to a considerable increase in the cost price of the latter.
According to the invention, this difficulty is overcome by means of a special guide belt or ring, mounted around the cylinder so as to be surrounded by the exhaust zone, said guide ring having orifices or slots extending the holes. exhaust ports of the cylinder itself.
As a result, it becomes possible to keep a very simple model of the exhaust port because, first of all, the exhaust ports can be uniform and, secondly, they can be of a simple rectilinear shape. , their direction towards the outlet duct being either radial or oblique and the openings on both sides of the axial plane of the cylinder passing through the axis of the outlet duct being symmetrical with respect to said plane, while the special desired deflection of the exhaust gas can be obtained by means of the guide ring, the orifices provided in the latter being able, according to the invention, to deviate in a suitable manner towards the outlet duct.
This deflection does not necessarily have to be uniform for all the orifices but it can be adapted, for the orifices taken individually, to the position of the latter with respect to the outlet duct, so that one obtains, for each orifice, the most suitable shape and direction. The desired exact pattern of the guide ring holes does not involve any special difficulties because the ring is easy to produce, as a precision part, for example by casting, either in one part or in two or more parts. . The multi-part model will in many cases be preferable as it will allow easy assembly and disassembly. The guide ring according to the invention can, however, also consist of separate blades.
According to another characteristic of the invention, the cross-sectional area (the passage cross-section) of the various orifices of the guide ring decreases in the direction of flow, that is to say by inside to outside. Such a throttling has the advantage of being able to determine a retention of foreign matter, in particular pieces of broken piston rings, which might otherwise be entrained by the exhaust gas in the outlet duct and, subsequently, in the exhaust gas turbine, an unexpected shutdown of which could be caused by such foreign matter.
According to the invention, the narrowing of the orifices of the guide ring is advantageously provided to such an extent that the total exhaust area of the orifices is approximately equal to the area of the cross section of the outlet duct. If, for example, in order to ensure effective retention of foreign matter, a particularly severe narrowing of the orifices of the guide ring is chosen, the number of said orifices may, according to the invention, be increased beyond the limit. normal, so that the total exhaust area of the orifices can, despite the marked narrowing thereof, nevertheless fully or substantially correspond to the cross-sectional area of the outlet duct.
So that one can respect a small width of the orifices of the guide ring, on their external side, in order to ensure the retention of foreign matter, one can also provide an increase in the height of the orifices, of the internal side. on the outer side, the width then being simultaneously reduced in the same direction. If it proves difficult to provide the width of the slit small enough for the retention of foreign material, it is also possible to resort to fitting suitable inserts in the holes of the guide ring and these inserts. must be provided in such a way as to offer no resistance or, in any case, quite insignificant resistance only to the passage of gases.
In the
<Desc / Clms Page number 3>
In the case of guide rings made up of vanes, it is possible to fit two vanes or more per opening in the interior of the cylinder.
According to a particular embodiment, it is possible to use cylinder openings divided in the axial direction thereof, preferably in a part of small height and a part of greater height so that during the exhaust. , the piston first of all uncovers the lowest section of the slots and, then, the highest section of the slots, and, according to the invention, the guide ring is then divided correspondingly. This arrangement is intended in particular for turbo-charged engines, the direction of rotation of which must be able to be reversed without any reversal of the exhaust and intake openings.
This arrangement of the guide ring has advantages in terms of flow and power, the first part of the exhaust gas, which escapes at a high speed, having better guidance thanks to the cross section. of particular lights. The lights of this section as well as the lights of the other section can advantageously be provided with an increasing height from the inside to the outside, combined, if necessary, with a decreasing width as mentioned above.
The invention is illustrated by the accompanying drawing, by means of a few exemplary embodiments.
Figure 1 shows a longitudinal section, following the line
I-I of FIG. 2, of a part of a cylinder, with the elements which are attached to it, in a two-stroke engine, according to one of the embodiments of the invention.
Figure 2 shows the same part in cross section taken along line II-II of figure 1, only the openings of the front half of the cylinder having been shown, and figure 3 shows part of a cylinder with the exhaust guide ring, according to another embodiment of the invention.
In Figures 1 and 2, 1 denotes the actual cylinder, 2 denotes a cooling water jacket surrounding the cylinder and 3 denotes the cylinder exhaust lights. Externally to said openings or lights 3, there is provided, according to the invention, a special guide belt or ring 4, having openings 5, forming extensions of the lights 3. Around the guide ring 4 is provided. provided an escape zone
6, which, in turn, is surrounded by a jacket of cooling water
7. The exhaust zone 6 ends with a flange 8, to which, as shown in FIG. 2, an outlet duct 9 can be connected, leading to an exhaust gas turbine.
The slots 3 of the cylinder are directed, in a rectilinear fashion, from the inside to the outside of the cylinder but obliquely towards the outlet duct 9 and their direction may, as indicated in figure 2, form an angle of 30 with the radius. The slots, not shown, which are located in the half of the cylinder shown after the drawing are placed symmetrically to the slots 3 shown, with respect to a central plane of the cylinder passing through the axis of the flange 8. It is the same for apertures 5 of the guide ring 4. Said apertures 5, as shown, deviate sharply towards the outlet duct 9 and are reduced from the inside to the outside.
They can, as is shown in solid lines to the right of Figure 1, be of constant height but they can also, as shown in dotted lines, have a height increasing from the inside to the outside. . Correspondingly, the shape of the escape zone 6 can be modified in the manner indicated in dotted lines.
The guide ring 4 shown is assumed to be composed of two parts, an anterior half and a posterior half, and this allows the assembly and disassembly of the ring. 6a designates a neck ring
<Desc / Clms Page number 4>
verture intended to close the exhaust area at its upper part.
Fig. 3 shows an embodiment in which the guide ring 4 is divided or formed such that it has an upper series of openings 5a and a lower series of openings 5b, the openings 5a, which the former are discovered by the piston during the exhaust, being less high than the openings 5b. The inner cylinder body 1 is correspondingly made with two sets of lights 3a and 3b respectively. The height of the ports 3a may, for example, correspond to a crankshaft revolution of 10-20, while the opening of the lower ports 3b may begin, for example, when a crankshaft revolution of 5 # 15 has been done, after lights 3a were quite uncovered.
As shown in Figure 3, the apertures 5a and 5b of the guide ring are provided with increasing height from the inside to the outside, and in this case the width of the openings may vary. same time decrease.
FIG. 2 shows the assembly of the aforementioned inserts, according to different models, 10, 11 and 12, respectively in flat form, in cylindrical form and in blade form.
CLAIMS.
1. Arrangement for two-stroke internal combustion engines, with exhaust of the products of combustion through piston-controlled cylinder ports, to a cylindrical space surrounding the cylinder, from which space the products of combustion are directed to a duct outlet leading, for example, to an exhaust gas turbine, characterized in that around the cylinder there is provided, so as to be surrounded by the exhaust area, a special guide belt or ring , with openings forming extensions of the exhaust ports of the cylinder itself.