CH280623A - Internal combustion engine. - Google Patents

Internal combustion engine.

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CH280623A
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CH
Switzerland
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chamber
piston
axis
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combustion space
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French (fr)
Inventor
Metcalf Aspin Frank
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Aspin Frank Metcalfe
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/08—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with conically or frusto-conically shaped valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  

  <B>Moteur à combustion interne.</B>    La     présente    invention a pour objet un  moteur à     combustion    interne dans lequel  l'espace de combustion, lorsque le     piston    est  à l'extrémité de sa course de compression,  comprend une partie formant une chambre  à l'intérieur d'un organe de     soupape    rotatif       tournant    autour de l'axe du cylindre, cette  chambre étant limitée à sa base par la surface  de     tête    du piston et constituant un passage  à travers l'organe de soupape, et une partie  de faible hauteur entre le piston et l'organe  de     soupape,    entourant ladite chambre et en  communication avec la base de la chambre,

    l'allumage étant initié à l'extrémité extérieure  dudit     passage    (dont l'extrémité intérieure est,  de préférence, déplacée relativement à     l'axe     de rotation de l'organe de soupape), de façon  que la flamme se répand     initialement    dans  et. à travers ladite chambre, et. finalement  dans la partie de faible hauteur de l'espace  de combustion.  



  Ce moteur est caractérisé selon l'invention  en ce que, dans un plan au moins     passant.     par l'axe du cylindre, et coupant les     bords     de l'orifice extérieur de ladite chambre, une  droite, partant du rabattement dans ce plan,  autour de l'axe du cylindre, du point où est  initié l'allumage et rejoignant le point d'ex  trémité intérieur de la ligne médiane de la       ,section    par ledit plan de la région de la par  tie de faible hauteur de     l'espace    de combus  tion située à l'opposé de l'orifice extérieur    de la chambre,     est    tangente à cette ligne mé  diane en ce point au     moins.     



  Suivant une forme d'exécution préférée  du moteur selon l'invention, les projections  sur des plans perpendiculaires à ladite tan  gente puis,     dès    son point de contact avec  ladite ligne médiane, perpendiculaires à  celle-ci, des     sections        successives    de l'espace de  combustion par des sphères dont le centre     est.     ledit rabattement du point où l'allumage est  initié, augmentent     d'-abord    et diminuent en  suite progressivement. à.

       travers    ladite cham  bre, et puis diminuent encore à travers la  partie de faible hauteur de l'espace .de com  bustion, la diminution de l'aire de ces pro  jections à travers cette dernière partie étant       plus    lente que la. diminution à travers ladite  chambre.  



  Le dessin représente, à titre d'exemple,  une forme d'exécution de l'objet de la pré  sente invention.  



  La     fig.    1 est. une vue en élévation laté  rale,     représentant.    la soupape rotative en  coupe partielle et.     @la    tête du piston de cette  forme d'exécution, l'espace de combustion  étant. montré en coupe suivant 1-1 des     fig.    2  et 3.  



  La     fig.    2 est une vue en plan du côté infé  rieur de la     soupape    de la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une coupe suivant 3-3 de  la fi-. 1, vue du côté inférieur de la sou  pape.      Les     fig.    4 à 18 sont des vues des projec  tions de sections successives de l'espace de       combustion    par     des        surfaces    sphériques (posi  tions     successives    du front de     combustion)    re  présentées en traits mixtes     dans    la     fig.    1 et  numérotées de 4 à 18, sur un plan perpendi  culaire à d'axe 3-3 de la     fig.    1.  



  Ainsi qu'il est représenté dan le dessin,  l'organe de soupape rotatif 20 est traversé  d'un passage, dont l'extrémité intérieure,     au-          dessus    du piston 23, est     déportée    d'un côté  par rapport à l'axe de rotation 21-21, ce  passage     constituant    une chambre 22 formant  la majeure partie -de l'espace de combustion,  lorsque le piston 23, comme montré, se trouve  à l'extrémité -de sa course de     compression.    Au  tour de la base de cette chambre et communi  quant avec elle est.

       disposée    une autre     partie     de l'espace de     combustion    de faible     hauteur     en forme de croissant entre la surface coni  que convexe de la tête de piston et la surface  inférieure     conique    et concave de l'organe de  soupape rotatif. Comme c'est représenté, la.

    ligne médiane 3-3     (fig.    1) de la section de  la partie de cet espace de faible hauteur, si  tuée à l'opposé de     l'orifice    extérieur de la  chambre 22, par le plan 1-1 de la.     fig.    2,  qui passe par l'axe du cylindre et le centre  de     l'orifice    extérieur .de la chambre 22, est  droite et     passe    par le point 24 où l'allumage  est initié, comme représenté par les pointes  de la, bougie d'allumage 25 indiquée en poin  tillés.  



  Il y a lieu d'observer qu'en     l'occurence    le  plan (indiqué par la ligne 1-1 des     fig.    2 et  3), selon     lequel    l'organe de soupape rotatif  20 et     l'espace    de combustion sont coupés dans  la     fig.    1, présente     plusieurs        caractéristiques     qui ne doivent pas nécessairement se trouver  réunies:

   Il passe par l'axe du cylindre, qui  est en même temps l'axe de rotation 21-21  de l'organe de soupape 20; il est le plan de       symétrie    de l'espace de     combustion;    et pour  ce qui     suit,    on va encore supposer que ce plan,  qui est solidaire de l'organe rotatif 20,     passe     au moment même .où l'allumage est initié, par  le point 24 où se produit l'étincelle d'allu  mage.    On pourra donc assumer qu'à un moment.

    subséquent     quelconque    de la rotation de l'or  gane 20 et .de l'espace de combustion, le front  de combustion, c'est-à-dire la surface     dans          laquelle    a lieu, à     Lin    moment donné,     l'allu-          mage    et qui progresse. à travers l'espace de  combustion à partir du point 24, aura la même  configuration que si l'espace de combustion  était. stationnaire et que si     l'allumage    avait  été initié au point de rabattement, dans le  ,plan .de la fi-. 1, autour de J'axe du cylindre,  du point 24.  



  Ce front de     combustion    étant sensiblement  sphérique, son intersection avec le plan de la       fig.    1 à des moments successifs     équidistants     donne les ares de cercle 4 à 18 de la fin-. 1.  Les     sections    successives     correspondantes    de  l'espace de     combustion    par le front. de com  bustion sphérique sont représentées     dans    les       fig.    4 à 18 par leurs projections sur des plans       perpendiculaires    à l'axe<B>3-â.</B> Il ressort de ces  figures que l'aire de ces projections augmente  rapidement à     partir    du rabattement.

   du point  24     jusqu'à    la projection montrée dans la       fig.    6 où la surface du front de la flamme  est encore     sensiblement    un hémisphère. Ce  pendant, à partir de ce point, le front de  flamme est. entrecoupé par la tête du piston  et sa projection change de la.     forme    montrée  dans la     fig.    7, constituée     sensiblement    par     Lin     cercle avec une encoche à son bord inférieur,  à celle     ressemblant    à un casque (fi-. 9) dont.

    le bord s'élargit graduellement. et le fond       s'abaisse,    jusqu'à la     fig.    13, où le fond à pres  que     disparu,    l'aire des     projections    diminuant  de celle de     fig.    7 à celle de     fig.    13.

   Les aires  des     projections    des     fig.    13 à 18 (c'est-à-dire       dans        l'espace    de combustion de faible hau  teur) diminuent     dans    une proportion relati  vement lente en     comparaison    du     taux    de .di  minution de     l'âire    des projections des sections  précédentes 7 à 12, et. ce taux lent de change  ment     dans    cette zone, combiné avec.

   la varia  tion continue .de l'aire     des        projections    dans  la chambre 22 ,de l'espace de combustion, per  met d'obtenir une combustion rapide et très  efficace, avec un risque minimum de déto  nation. La. largeur de cette zone     mesurée    sur      l'axe 3-3 à     partir    de     l'intersection    de celui-ci  avec le front de flamme dont la     fig.    13 re  présente la projection (voir aussi la     fig.    1)  devrait être de préférence environ un tiers  de la     longueur    totale de l'axe 3-3.  



  La. tête de piston et la     surface    inférieure  de la soupape rotative, nu lieu d'être coni  ques,     pourraient    être de forme sphérique ou  autrement courbe, tout en     produisant    une  relation progressive équivalente pour la. super  ficie du front de combustion.

   La ligne     mé-          (liane    de la section de la zone de faible hau  teur dans le plan de la     fig.    1, ligne qui équi  vaut à la portion     correspondante    de l'axe       :3-3    de la     fig.    1 sera alors courbe, et sa tan  gente dans la section 13 où la zone de faible  hauteur rejoint la chambre 22 devra coïnci  der avec l'axe 3-3 qui traverse cette cham  bre et     passe    par le rabattement, dans le plan   < le la     fig.    1, du point 24 où l'allumage est  initié.  



  Pour définir la ligne médiane de la zone  de faible hauteur, on pourra se baser sur la  position que le piston 23 occupe à     l'extrémité     de sa     course    de     compression,    car le déplace  ment de ce piston pendant la. courte période  d'allumage dans l'ensemble de l'espace de       combustion    est insignifiant..

           tion    avec la base de la chambre, l'allumage  étant initié à l'extrémité extérieure dudit  passage au bord de L'organe de soupape, ca  ractérisé en ce que, dans un plan au moins  passant par l'axe du cylindre, et coupant les       bords    de l'orifice     extérieur    de ladite cham  bre, une droite, partant du rabattement dans  ce plan,     autour    de l'axe du cylindre, du  point où est initié l'allumage et rejoignant  le point d'extrémité intérieur de la ligne mé  diane de la section par ledit plan de la ré  gion de la. partie de faible hauteur de l'espace  de     combustion    située à l'opposé de l'orifice  extérieur de la chambre, est.

   tangente à cette  ligne médiane en ce point au     moins.     



       SOUS-REVENDICATIONS     1. Moteur à     combustion    interne suivant la  revendication,     caractérisé    en ce que .la ligne  médiane susmentionnée est droite, la partie  de faible hauteur de l'espace de combustion  étant limitée par des     surfaces        coniques    com  plémentaires, convexe et concave, respective  ment de la     tête    du piston et de l'organe de  soupape rotatif.  



  2. Moteur de     combustion    interne suivant la  revendication,     caractérisé    en ce que les projec  tions sur des plans perpendiculaires à ladite       tangente        puis,    dès son point de contact avec  ladite ligne médiane,     per-pendicrrlaires        ce.lle-ci,     des sections successives de l'espace de combus  tion par -des sphères dont le centre est ledit  rabattement du point oui l'allumage est initié,  ont des aires .qui augmentent d'abord et di  minuent     ensuite        progressivement    à travers  ladite chambre,

   et puis diminuent     encore    à  travers la partie de faible     hauteur    de l'espace  de combustion, la diminution de l'aire de ces  projections à travers cette dernière partie  étant plus lente que la diminution à. travers  ladite chambre.



  <B> Internal combustion engine. </B> The present invention relates to an internal combustion engine in which the combustion space, when the piston is at the end of its compression stroke, comprises a part forming a chamber within a rotary valve member rotating about the axis of the cylinder, this chamber being limited at its base by the head surface of the piston and constituting a passage through the valve member, and a part of low height between the piston and the valve member, surrounding said chamber and in communication with the base of the chamber,

    the ignition being initiated at the outer end of said passage (the inner end of which is preferably displaced relative to the axis of rotation of the valve member), so that the flame initially spreads into and. through said chamber, and. finally in the low height part of the combustion space.



  This engine is characterized according to the invention in that, in at least one passing plane. by the axis of the cylinder, and cutting the edges of the outer orifice of said chamber, a straight line, starting from the folding in this plane, around the axis of the cylinder, from the point where the ignition is initiated and joining the point end of the inner end of the center line of the section through said plane of the region of the low height portion of the combustion space opposite the outer orifice of the chamber is tangent to this median line at this point at least.



  According to a preferred embodiment of the engine according to the invention, the projections on planes perpendicular to said tangent then, from its point of contact with said median line, perpendicular to the latter, successive sections of the space of combustion by spheres whose center is. said drawdown from the point where ignition is initiated, increase first and then gradually decrease. at.

       through said chamber, and then further decrease through the low height portion of the combustion space, the decrease in the area of these projections through the latter portion being slower than the. decrease through said chamber.



  The drawing shows, by way of example, an embodiment of the object of the present invention.



  Fig. 1 is. a side elevational view, showing. the rotary valve in partial section and. @the piston head of this embodiment, the combustion space being. shown in section along 1-1 of FIGS. 2 and 3.



  Fig. 2 is a plan view of the lower side of the valve of FIG. 1.



  Fig. 3 is a section on 3-3 of fi-. 1, view of the lower side of the sou pape. Figs. 4 to 18 are views of the projections of successive sections of the combustion space by spherical surfaces (successive positions of the combustion front) shown in phantom in fig. 1 and numbered from 4 to 18, on a plane perpendicular to axis 3-3 of fig. 1.



  As shown in the drawing, the rotary valve member 20 is traversed by a passage, the inner end of which, above the piston 23, is offset on one side with respect to the axis of rotation 21-21, this passage constituting a chamber 22 forming the major part -of the combustion space, when the piston 23, as shown, is at the end -of its compression stroke. Around the base of this room and communicates with it.

       another portion of the low rise, crescent-shaped combustion space disposed between the convex convex surface of the piston head and the conical, concave lower surface of the rotary valve member. As shown, the.

    median line 3-3 (fig. 1) of the section of the part of this space of low height, if killed opposite the outer orifice of the chamber 22, by the plane 1-1 of the. fig. 2, which passes through the axis of the cylinder and the center of the outer orifice of chamber 22, is straight and passes through point 24 where ignition is initiated, as shown by the tips of the spark plug of ignition 25 indicated in punched dots.



  It should be observed that in this case the plane (indicated by line 1-1 of Figs. 2 and 3), according to which the rotary valve member 20 and the combustion space are cut in the fig. 1, has several characteristics which do not necessarily have to be present:

   It passes through the axis of the cylinder, which is at the same time the axis of rotation 21-21 of the valve member 20; it is the plane of symmetry of the combustion space; and for what follows, we will again assume that this plane, which is integral with the rotary member 20, passes at the same moment when the ignition is initiated, through point 24 where the ignition spark occurs. . We can therefore assume that at one point.

    subsequent to the rotation of the organ 20 and of the combustion space, the combustion front, that is to say the area in which, at the given moment, ignition takes place and that progresses. through the combustion space from point 24, will have the same configuration as if the combustion space were. stationary and that if the ignition had been initiated at the drawdown point, in the plane of the fi. 1, around the axis of the cylinder, from point 24.



  This combustion front being substantially spherical, its intersection with the plane of FIG. 1 at successive equidistant times gives the circle ares 4 to 18 of the end-. 1. The corresponding successive sections of the combustion space from the front. of spherical combustion are shown in fig. 4 to 18 by their projections on planes perpendicular to the axis <B> 3-â. </B> It emerges from these figures that the area of these projections increases rapidly from the drawdown.

   from point 24 to the projection shown in fig. 6 where the surface of the flame front is still substantially a hemisphere. However, from this point the flame front is. intersected by the head of the piston and its projection changes from the. shape shown in fig. 7, consisting substantially of Lin circle with a notch at its lower edge, like that resembling a helmet (fig. 9) of which.

    the edge gradually widens. and the bottom is lowered, up to fig. 13, where the bottom almost disappeared, the area of the projections decreasing from that of fig. 7 to that of fig. 13.

   The areas of the projections in fig. 13 to 18 (that is to say in the low combustion space) decrease in a relatively slow proportion compared to the rate of reduction of the aire of the projections of the preceding sections 7 to 12, and. this slow rate of change in this area, combined with.

   the continuous variation .de the area of the projections in the chamber 22, of the combustion space, makes it possible to obtain a rapid and very efficient combustion, with a minimum risk of detonation. The width of this zone measured on axis 3-3 from the intersection of the latter with the flame front shown in fig. 13 re shows the projection (see also fig. 1) should preferably be about one third of the total length of axis 3-3.



  The piston head and the lower surface of the rotary valve, instead of being conical, could be spherical or otherwise curved in shape, while producing an equivalent progressive relationship for the. super safety of the combustion front.

   The midline (line of the section of the zone of low height in the plane of fig. 1, line which is equivalent to the corresponding portion of the axis: 3-3 of fig. 1 will then be curved, and its tan gente in section 13 where the low height zone joins the chamber 22 must coincide with the axis 3-3 which crosses this chamber and passes through the drawdown, in the plane <fig. 1, of the point 24 where ignition is initiated.



  To define the median line of the low height zone, we can base ourselves on the position which the piston 23 occupies at the end of its compression stroke, because the displacement of this piston during the. short ignition period in the whole combustion space is insignificant.

           tion with the base of the chamber, ignition being initiated at the outer end of said passage at the edge of the valve member, characterized in that, in at least one plane passing through the axis of the cylinder, and cutting the edges of the outer orifice of said chamber, a straight line, starting from the drawdown in this plane, around the axis of the cylinder, from the point where the ignition is initiated and joining the internal end point of the midline diane of the section by said plan of the region of the. low-rise part of the combustion space located opposite the outer orifice of the chamber, east.

   tangent to this median line at this point at least.



       SUB-CLAIMS 1. Internal combustion engine according to claim, characterized in that the aforementioned center line is straight, the low-rise part of the combustion space being limited by complementary conical surfaces, convex and concave, respectively. ment of the piston head and the rotary valve member.



  2. Internal combustion engine according to claim, characterized in that the projections on planes perpendicular to said tangent then, from its point of contact with said median line, per-pendicrrlaires ce.lle, successive sections of the 'combustion space by spheres, the center of which is said drawdown of the point where ignition is initiated, have areas which first increase and then gradually decrease through said chamber,

   and then further decrease through the low height portion of the combustion space, the decrease in the area of these projections through this latter portion being slower than the decrease at. through said chamber.

 

Claims (1)

REVENDICATION -Moteur à combustion interne dans lequel l'espace de combustion, lorsque le piston est à l'extrémité .de sa course de compression, comprend une partie formant chambre à l'intérieur d'un organe de soupape rotatif tournant autour de l'axe du cylindre, cette chambre ayant pour base la surface de tête du piston et constituant un passage à travers l'organe de soupape, et une partie de faible hauteur entre le piston et l'organe de soupape, entourant ladite chambre et en eommuniea- CLAIM - Internal combustion engine in which the combustion space, when the piston is at the end of its compression stroke, comprises a chamber portion within a rotary valve member rotating around the piston. axis of the cylinder, this chamber having as its base the head surface of the piston and constituting a passage through the valve member, and a low height part between the piston and the valve member, surrounding said chamber and communicating therewith.
CH280623D 1945-05-11 1946-05-11 Internal combustion engine. CH280623A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2950754A1 (en) * 1979-03-05 1980-09-11 Toyota Motor Co Ltd IC engine with squish-flow combustion area - has sparking plug gap eccentric in cylinder head recess opposite recess in piston

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2950754A1 (en) * 1979-03-05 1980-09-11 Toyota Motor Co Ltd IC engine with squish-flow combustion area - has sparking plug gap eccentric in cylinder head recess opposite recess in piston

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