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AKTIESELSKABET BURMEISTER & WAIN'S MASKIN- OG SKIBSBYGGERI, résidant à
COPENHAGUE.
MOTEUR A DEUX TEMPS, AVEC POSSIBILITE D'INVERSION DU SENS DE MARCHE.
(Inventeurs : 0. Petersen et M. Lindberg-Nielsen).
La présente invention est relative à un moteur à deux temps, dont le sens de marche peut être inversé, du type dans lequel l'admission de l'air de balayage et d'alimentation se fait par des lumières de la paroi du cylindre commandées par piston, tandis que les soupapes d'échap- pement et les pompes d'injection sont commandées par des cames fixées sur un arbre de commande commun, en relation angulaire fixe l'une par rapport à l'autre, et étudiées de façon qu'elles puissent être utilisées pour les deux sens de rotation, si bien que l'inversion du sens de ro- tation ou de la marche du moteur ne nécessite aucun déplacement longi- tudinal de l'arbre de commande,
ni aucun autre déplacement des galets vers d'autres cameso
Dans les moteurs de ce type connus jusqu'ici - décrits dans la spécification du brevet belge n 470.962 - on utilise une relation angulaire fixe entre le vilebrequin et l'arbre de commande mené par ce dernier, les cames des pompes à combustible et des soupapes d'échappement étant construites et disposées de telle façon que les modifications an- gulaires nécessaires pendant l'inversion du sens de rotation puissent être effectuées par un déplacement transversal des galets par rapport aux cames correspondantes.
Suivant l'invention, les cames de chaque cylindre, qui, de façon connue, sont sensiblement symétriques, leux axes de symétrie se plaçant dans le même plan et leurs bossages ou parties élevées ayant la même direction, sont maintenant prévues de telle façon que l'inversion du sens de rotation nécessite le même décalage de phase par rapport au coude correspondant, en ce qui concerne la pompe à combustible et la
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soupape d'échappement, un mécanisme étant placé dans la transmission en- tre le vilebrequin et l'arbre de commande, pour effectuer une modifica- tion de préférence automatique de l'angle de phase du nombre de degrés nécessaire au commencement de la rotation du vilebrequin dans le sens de rotation opposé.
Cet agencement assure une simplification par rapport à la construction connue précitée, puisque les galets des cames et leur gui- dage peuvent être prévus de la manière usuelle et que l'on peut omettre les organes assurant le déplacement transversal des galets. Par rapport aux autres moteurs connus, dans lesquels l'inversion est effectuée par un déplacement angulaire des cames, on bénéficie de l'avantage que tou- tes les cames doivent être déplacées du même angle par rapport au vile- brequin, si bien que toute l'opération d'inversion peut se faire au moyen d'un seul mécanisme modifiant l'angle de phase entre le vilebre- quin et l'arbre de commande, mécanisme qui peut fonctionner de préféren- ce automatiquement et être d'une construction connue en soi,
par exem- ple de la construction décrite dans la spécification du brevet belge n 410.225.
L'invention peut avantageusement être mise en oeuvre de la manière suivante : le bossage, c'est-à-dire la partie élevée, de la came de la pompe à combustible est formé par une partie circulaire d'une gran- deur telle, sur la périphérie, que les parties actives de la circonfé- rence de la came soient inclinées dans une mesure telle et soient pla- cées avec leurs dépressions, c'est-à-dire leurs zones les plus basses, rapprochées l'une de l'autre de telle façon qu'une rotation angulaire de 30 au maximum soit nécessaire pour inverser le fonctionnement de la pompe à combustible d'un sens de rotation vers l'autre.
De cette fa- çon, la course de refoulement de la pompe suivra immédiatement sa cour- se d'aspiration, si bien que le reste de la période autrement nécessai- re pour le remplissage du cylindre est complètement ou pratiquement supprimé ; il n'est pas très difficile, toutefois, de disposer les éléments d'admission de la pompe de telle façon que le cylindre de la pompe soit néanmoins rempli de façon satisfaisante.
L'invention est illustrée par le dessin ci-annexé, dans le- quel : la figure 1 montre schématiquement, dans un moteur conforme à l'invention, la paire de cames d'un seul cylindre; la figure 2 montre schématiquement un détail d'un mécanisme de modification d'angle, et la figure 3 montre un autre détail de ce dernier.
Au dessin, 1 désigne un arbre de commande qui est supposé actionné par le vilebrequin du moteur, à la même vitesse de rotation que ce dernier et de telle façon qu'il tourne dans le sens indiqué par la flèche F pour la marche avant et dans le sens indiqué par la flèche B pour la marche arrière. Sur l'arbre de commande sont fixées pour chaque cylindre une came de pompe d'injection de combustible 2 et une came de soupape d'échappement 3. Ces deux cames sont symétriques par rapport à la ligne en traits mixtes 4 et sont montées de telle façon que leurs bossages soient dirigés dans le même sens. Le bossage de la came de la soupape d'échappement est conçu comme celui d'une came de soupape d'échappement ordinaire et coopère avec un galet, non représen- té, dont la ligne d'action est indiquée par la ligne en traits mixtes 6.
Le bossage 8 de la came de pompe d'injection est, d'autre part, formé par une partie circulaire, non agissante, qui maintient le galet correspondant 5, qui doit de même se déplacer suivant la ligne 6, fixe dans sa position supérieure extrême pendant presque les deux tiers
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du tour de l'arbre de commande. Les parties actives de la came de la pompe d'injection sont désignées par 7 et 7' et coïncident, comme il est montré, tout à fait ou pratiquement complètement avec ses dépressions.
A la figure 1, les cames sont représentées dans la position qu'elles occupent lorsque le piston du cylindre de moteur correspondant se trouve à son point mort haut. On remarquera que l'injection de com- bustible a alors commencé, la partie active 7 de la came de la pompe d'injection ayant légèrement soulevé le galet correspondant 5. On re- marquera de même qu'une rotation angulaire de v de l'axe de symétrie
4 vers la position 4' placera les deux cames dans une relation angulaire tout à fait correspondante par rapport au coude pour le fonctionnement en marche arrière, si bien qu'on peut obtenir une inversion du sens de marche du moteur pour le fonctionnement en marche arrière uniquement en modifiant de l'angle v, la relation angulaire entre le vilebrequin et l'arbre de commande.
Dans l'exemple de réalisation représenté, il est supposé que les positions 4 et 4' sont symétriques par rapport à la ligne d'action des galets mais ceci n'est pas nécessaire si, eu égard aux conditions de marche, qui peuvent être différentes pendant la marche avant et la marche arrière, il est désirable d'avoir un diagramme de contrôle lé- gèrement modifié pendant la marche arrière. De façon correspondante, les faces actives des cames peuvent s'écarter quelque peu de la symétrie parfaite.
Lorsque l'invention est mise en oeuvre, il n'est pas néces- saire, toutefois, que les deux galets de cames travaillent suivant la même ligne ou plan 6. Les directions de fonctionnement des galets peu- vent se trouver à un angle au choix l'une par rapport à l'autre, il suffit que les cames aient un décalage angulaire correspondant. Lors- qu'on dit que les axes de symétrie des cames doivent être placés dans le même plan, cela doit être entendu dans le cas où les lignes d'action des cames sont supposées avoir été ramenées dans le même plan.
Dans tous les cas, il sera possible, comme mentionné plus haut, de produire l'inversion de marche par une modification de l'angle de phase entre le vilebrequin et l'arbre de commande, l'arbre de com- mande ayant tourné de v vers l'avant par rapport au vilebrequin dans le nouveau sens de rotation.
En pratique, ceci peut être obtenu par des moyens convenables au choix, dont un exemple est illustré aux figures 2 et 3.
A la figure 2,9 désigne une roue à chaîne montée à rotation libre sur un manchon de l'arbre de commande 1 et actionnée à partir du vilebrequin par une chaîne, non représentée. La roue à chaîne présente une paire de fentes radiales 10, dans lesquelles peuvent coulisser une paire de coulisseaux 11, dont chacun est monté sur l'extrémité d'un cou- de 12, lesdits coudes étant à leur tour placés dans une paire de bras 20, fixés sur l'arbre de commande et servant de bras de commande pour ceux-ci. Chacun des coudes 13 porte en outre une roue planétaire 14, en engagement avec une roue principale, dite "roue" solaire", l5,pré- vue sur un manchon monté à rotation libre sur l'arbre de commande 1.
Ce manchon porte, comme il est montré à la figure 3, une roue à encoches ou came 16, qui peut être maintenue élastiquement contre toute rotation au moyen d'un galet 17, lequel est poussé contre la circonférence de la roue à encoches par un piston prévu dans un cylindre 18, qui peut être alimenté en air comprimé par un conduit d'alimentation 19.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante :
Si l'on suppose que la roue à chaîne 9 de la figure 2 est com- mandée dans le bons indiqué par la flèche F lorsque le moteur tourne pour la marche avant et qu'une inversion du sens de marche vers la mar-
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che arrière est désirée, l'amenée du combustible aux cylindres du moteur est interrompue de la manière usuelle et le moteur est arrêté et amené à tourner dans le nouveau sens de rotation par alimentation en air de démarrage.
Lorsque la roue à chaîne 9 se met à tourner dans le sens de rotation inverse, indiqué par la flèche B à la figure 2, et que la roue à encoches 16 est en même temps maintenue arrêtée par l'amenée d'air de démarrage au cylindre à air comprimé 18, les roues planétaires 14 rouleront sur la roue solaire arrêtée 15 et, de ce fait, les coudes 12 tourneront et détermineront une modification angulaire de deux fois l'angle v/2 entre la roue à chaîne 9 et les bras 20 et, ainsi, entre l'arbre de commande et le vilebrequin. Dès que cette modification an- gulaire a été achevée, le cylindre 18 est ouvert, si bien que le galet 17 libère la roue à encoches 16, après quoi l'amenée de combustible aux cylindres du moteur peut être reprise et le moteur continuera à tourner dans le nouveau sens de rotation.
REVENDICATIONS.
1. Moteur à deux temps dont le sens de rotation ou marche peut être inversé, avec lumières de balayage commandées par piston et dans lequel les soupapes d'échappement et les pompes d'injection de combustible sont commandées par des cames fixées sur un arbre de comman- de commun, en relation angulaire fixe l'une par rapport à l'autre, et pouvant agir dans les deux sens de rotation, caractérisé en ce que les cames de chaque cylindre, qui,toutes deux, de façon connue en soi, sont sensiblement symétriques et dont les axes de symétrie sont prévus sous la même relation angulaire avec les lignes d'action des galets corres- pondants, sont prévues de telle façon que l'inversion nécessite le même décalage de phase par rapport au coude correspondant, un mécanisme étant prévu dans la transmission entre le vilebrequin et l'arbre de commande pour faire tourner,
de préférence automatiquement, l'arbre de commande du nombre nécessaire de degrés vers l'avant par rapport au vilebrequin, au commencement de la rotation du vilebrequin dans un nouveau sens de rotation.
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AKTIESELSKABET BURMEISTER & WAIN'S MASKIN- OG SKIBSBYGGERI, residing in
COPENHAGEN.
TWO STROKE MOTOR, WITH THE POSSIBILITY OF REVERSING THE DIRECTION OF RUN.
(Inventors: 0. Petersen and M. Lindberg-Nielsen).
The present invention relates to a two-stroke engine, the direction of operation of which can be reversed, of the type in which the admission of the purging and supply air is effected by slots in the wall of the cylinder controlled by piston, while the exhaust valves and the injection pumps are controlled by cams fixed on a common control shaft, in fixed angular relation to one another, and designed so that they can be used for both directions of rotation, so that reversing the direction of rotation or the running of the motor does not require any longitudinal movement of the control shaft,
nor any other movement of the rollers to other cams
In the engines of this type known hitherto - described in the specification of Belgian Patent No. 470,962 - a fixed angular relationship is used between the crankshaft and the drive shaft driven by the latter, the cams of the fuel pumps and of the valves. exhaust pipes being so constructed and arranged that the necessary angular modifications during the reversal of the direction of rotation can be effected by a transverse displacement of the rollers with respect to the corresponding cams.
According to the invention, the cams of each cylinder, which, in a known manner, are substantially symmetrical, their axes of symmetry being placed in the same plane and their bosses or raised parts having the same direction, are now provided in such a way that the The reversal of the direction of rotation requires the same phase shift with respect to the corresponding elbow, with regard to the fuel pump and the
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exhaust valve, a mechanism being placed in the transmission between the crankshaft and the control shaft, to effect a preferably automatic change of the phase angle by the number of degrees necessary at the start of the rotation of the valve. crankshaft in the opposite direction of rotation.
This arrangement ensures simplification with respect to the aforementioned known construction, since the rollers of the cams and their guide can be provided in the usual manner and that the members ensuring the transverse displacement of the rollers can be omitted. Compared to other known engines, in which the reversal is effected by angular displacement of the cams, there is the advantage that all the cams must be displaced by the same angle relative to the crankshaft, so that any the reverse operation can be done by means of a single mechanism modifying the phase angle between the crankshaft and the control shaft, which mechanism can preferably operate automatically and be of a known construction. in itself,
for example of the construction described in the specification of Belgian patent no. 410,225.
The invention can advantageously be implemented as follows: the boss, that is to say the raised part, of the cam of the fuel pump is formed by a circular part of such a size, on the periphery, that the active parts of the circumference of the cam are inclined to such an extent and are placed with their depressions, that is to say their lowest zones, close to one of the Another such that a maximum angular rotation of 30 is necessary to reverse the operation of the fuel pump from one direction of rotation to the other.
In this way, the discharge stroke of the pump will immediately follow its suction stroke, so that the remainder of the period otherwise required for filling the cylinder is completely or practically eliminated; it is not very difficult, however, to arrange the inlet elements of the pump so that the cylinder of the pump is nevertheless satisfactorily filled.
The invention is illustrated by the accompanying drawing, in which: FIG. 1 shows schematically, in an engine according to the invention, the pair of cams of a single cylinder; Figure 2 schematically shows a detail of an angle modification mechanism, and Figure 3 shows another detail of the latter.
In the drawing, 1 designates a control shaft which is assumed to be actuated by the crankshaft of the engine, at the same speed of rotation as the latter and in such a way that it turns in the direction indicated by the arrow F for forward travel and in the direction indicated by arrow B for reverse gear. On the control shaft are fixed for each cylinder a fuel injection pump cam 2 and an exhaust valve cam 3. These two cams are symmetrical with respect to the dashed line 4 and are mounted in such a way. so that their bosses are directed in the same direction. The boss of the exhaust valve cam is designed like that of an ordinary exhaust valve cam and cooperates with a roller, not shown, the line of action of which is indicated by the dashed line. 6.
The boss 8 of the injection pump cam is, on the other hand, formed by a circular part, inactive, which maintains the corresponding roller 5, which must likewise move along line 6, fixed in its upper position. extreme for almost two-thirds
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the turn of the control shaft. The active parts of the injection pump cam are denoted by 7 and 7 'and coincide, as shown, quite or almost completely with its depressions.
In Figure 1, the cams are shown in the position they occupy when the piston of the corresponding engine cylinder is at its top dead center. It will be noted that the fuel injection then started, the active part 7 of the cam of the injection pump having slightly raised the corresponding roller 5. It will also be noted that an angular rotation of v of l. 'axis of symmetry
4 to position 4 'will place the two cams in a fully corresponding angular relation with respect to the elbow for reverse operation, so that a reversal of the direction of motor travel can be obtained for reverse operation only by changing the angle v, the angular relationship between the crankshaft and the drive shaft.
In the exemplary embodiment shown, it is assumed that the positions 4 and 4 'are symmetrical with respect to the line of action of the rollers but this is not necessary if, having regard to the running conditions, which may be different during forward and reverse, it is desirable to have a slightly modified control pattern during reverse. Correspondingly, the active faces of the cams may deviate somewhat from perfect symmetry.
When the invention is implemented, it is not necessary, however, for the two cam rollers to work along the same line or plane 6. The directions of operation of the rollers may be at an angle to the side. choice with respect to each other, it suffices that the cams have a corresponding angular offset. When it is said that the axes of symmetry of the cams must be placed in the same plane, this should be understood in the case where the lines of action of the cams are supposed to have been brought back into the same plane.
In all cases, it will be possible, as mentioned above, to produce the reverse gear by modifying the phase angle between the crankshaft and the control shaft, the control shaft having rotated by. v forward with respect to the crankshaft in the new direction of rotation.
In practice, this can be achieved by suitable means of your choice, an example of which is illustrated in Figures 2 and 3.
In Figure 2.9 denotes a chain wheel mounted for free rotation on a sleeve of the control shaft 1 and actuated from the crankshaft by a chain, not shown. The chain wheel has a pair of radial slots 10, in which can slide a pair of sliders 11, each of which is mounted on the end of a neck of 12, said bends in turn being placed in a pair of arms. 20, fixed on the control shaft and serving as control arm for them. Each of the elbows 13 further carries a sun gear 14, in engagement with a main wheel, referred to as a "sun" wheel, 15, provided on a sleeve mounted for free rotation on the control shaft 1.
This sleeve carries, as shown in Figure 3, a notched wheel or cam 16, which can be resiliently held against any rotation by means of a roller 17, which is pushed against the circumference of the notched wheel by a piston provided in a cylinder 18, which can be supplied with compressed air by a supply duct 19.
The device works as follows:
If it is assumed that the chain wheel 9 of figure 2 is ordered in the right indicated by the arrow F when the motor is running for forward travel and a reversal of the direction of travel towards the mar-
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When the rear is desired, the supply of fuel to the cylinders of the engine is interrupted in the usual manner and the engine is stopped and caused to rotate in the new direction of rotation by supply of starting air.
When the chain wheel 9 starts to turn in the opposite direction of rotation, indicated by arrow B in figure 2, and the notched wheel 16 is at the same time kept stopped by the supply of starting air to the compressed air cylinder 18, the planetary wheels 14 will roll on the stopped sun wheel 15 and thereby the elbows 12 will rotate and determine an angular change of twice the angle v / 2 between the chain wheel 9 and the arms 20 and, thus, between the control shaft and the crankshaft. As soon as this angular modification has been completed, the cylinder 18 is opened, so that the roller 17 releases the notched wheel 16, after which the supply of fuel to the engine cylinders can be resumed and the engine will continue to run. in the new direction of rotation.
CLAIMS.
1. Two-stroke engine in which the direction of rotation or running can be reversed, with piston-controlled scanning lights and in which the exhaust valves and the fuel injection pumps are controlled by cams attached to a drive shaft. common control, in fixed angular relation with respect to one another, and able to act in both directions of rotation, characterized in that the cams of each cylinder, which, both, in a manner known per se, are substantially symmetrical and whose axes of symmetry are provided in the same angular relation with the lines of action of the corresponding rollers, are provided such that the inversion requires the same phase shift with respect to the corresponding bend, a mechanism being provided in the transmission between the crankshaft and the control shaft for rotating,
preferably automatically, the drive shaft the necessary number of degrees forward with respect to the crankshaft, at the beginning of the rotation of the crankshaft in a new direction of rotation.