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Moteur à explosions.
Les perfectionnements apportés depuis vingt ans aux moteurs à explosion ont été dus surtout à l'augmentation des vitesses de rotation, qui ont permis d'augmenter le rendement massique.
Récemment on a essayé d'utiliser la suralimentation, mais son application au cycle de Rochas a conduit obligatoirement" à des modules de compression qui ont d# augmenter tandis que les modules de détente diminuaient.
On a donc des moteurs de réalisation mécanique difficile dont la consommation a augmenté. L'invention repose sur l'em- ploi du cycle d'Atkinson réalisé dans un moteur à deux pistons,
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dont l'un est de forme spéciale, la disposition des organes - permettant:
1 - L'emploi de la suralimentation sans élévation obliga- toire correspondante du module de compression.
2 - L'utilisation raisonnée et économique de l'énergie développée pendant l'explosion par l'emploi d'un module de détente approprié et indépendant du module de compression,
Le cycle d'Atkinson sur lequel fonctionne les moteurs cons- truits conformément à l'invention présente d'ailleurs d'au- tres avantages justifiant l'emploi de la suralimentation, et notamment l'abaissement de température à fin de détente, l'amélioration du coefficient de remplissage en résultant, et la possibilité d'augmenter la pression d'explosion et le modulé de compression sans arriver à la limite de l'auto- allumage. titre d'exemple il a été représenté au dessin annexé, deux des formes de réalisation d'un moteur construit suivant l'invention.
La Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un moteur à quatre cylindres conforme à l'invention.
La Fig. 2 en est une coupe transversale suivant AB de , la fig.l.
Les Pige, 3 et 4 sont respectivement les diagrammes du piston moteur et du piston détendeur de chaque groupe.
La Fig. 5 est le graphique des variations de volume des -chambres entre les'pistons conjugués, et La Fig. 6 est une coupe longitudinale d'une deuxième forme d'exécution d'un moteur établi conformément à l'inven- tient.
On voit dans les figs. 1 et 2 un premier arbre 1 situé à la partie inférieure du moteur qui reçoit son mouvement d'un piston 2 appelé piston moteur. Cet arbre est relié à un
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second arbre 3 placé à la partie supérieure par une série d'engrenages 4,5,6,7 qui lui imposent la condition de tour- ner deux fois moins vite que le premier. Ce second arbre 3 reçoit également son mouvement d'un second piston 8, de forme spéciale. appelé piston détendeur, qui se meut dans le même cylindre 9 que le piston moteur.
L'arbre détendeur 3 tournant à demi-vitesse est utilisé comme arbre de distribu- tion et porte sur des manivelles circulaires 10 les cames 11 qui vont agir sur les culbuteurs 12 produisant l'ouverture ou la fermeture des soupapes 13 aux instants convenables, La manivelle 14 du piston moteur et celle 15 du piston détendeur sont.calées de telle façon qu'à leur position initiale.les deux pistons soient éloignés l'un de l'autre au maximum ; lamanivelle 14 du piston moteur sera donc placée à son point le plus bas, et celle 15 du piston détendeur à son point le plus haut.
Si on examine les volumes offerts aux gaz dans le dépla- cement relatif des deux- pistons en tenant compte de leur liaison mécanique, on verra que ces volumes varient comme l'indique le graphique de la fig.5 dans laquelle:
I est la course totale de détente.
II est la course totale d'aspiration.
III, la course du piston moteur.
IV, la course du piston détendeur.
A, la phase d'admission.
E, la phase d'échappement.
C, la phase de compression.
D, la phase de détente.
On y retrouve toutes les phases du moteur réalisant le cycle d'Atkinson, le rapport des courses adoptées pour les pistons moteur et détendeur ayant toute liberté de varier pour assurer la réalisation des valeurs choisies pour la cylindrée d'admission et pour la cylindrée de détente.
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En examinant le fonctionnement indépendant de chacun des pistons on voit que:
Le premier fonctionne en quatre temps dans l'ordre nor-
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mal: aspiration-compression-détente-608appeme9t et le deuxième fonctionne en deux temps de façon que pendant la course montante, il réalise les phases compression-explosion à mi- course-détente, et pendant la course descendante les deux phases échappement-aspiration.
Tout'se passe dans le mouve- ment relatif des deux pistons, comme si le détendeur cons- tituait un fond de cylindre mobile s'éloignant pendant les phases compression-détente et se rapprochant pendant les phases éohappementaspiration. On remarquera d'ailleurs que:
1 - La compression se fait pendant la course montante du piston de deux temps et en vertu de la différence de vitesse* des deux pistons, le piston détendeur étant moteur'tandis que le piston moteur est résistant.
2 - L'explosion se produit à mi-course du piston deux temps: son bras de levier est alors maximum et bien supérieur à celui de quatre temps; l'avanoe à l'allumage peut donc être augmentée et les retours de manivelle au départ deviennent absolument impossibles. Le ralenti est, en outre, facilité.
3 - Le type se prête à l'emploi de l'échappement à fond de course, dont l'ouverture sera établie sur la partie co@@es- pondante à la demi course supérieure du détendeur.
On voit que d'après le procédé même de réalisation à égalité de vitesse de piston, l'arbre moteur tourne plus vite qu'un moteur ordinaire ayant même utilisation, puisque la course totale est répartie sur deux piston*.
Les diagrammes relevés et représentés dans les figs.3 et 4 sont différents.-
Relié au pied de bielle du piston moteur l'indicateur donnera un diagramme du type représenté fig.3, semblable à
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celui du cycle de Rochas, mais avec des ordonnées différentes.
Relié au pied de bielle du.piston détendeur ltindica- teur donnera un diagramme du type représenté fig. 4 très différent et,dans lequel la partie de la courbe correspon- dant à la compression apparaît nettement motrice; les or- données de ce diagramme sont d'ailleurs les mêmes que celles du diagramme de la fig.3.
On voit que sur'un moteur à quatre cylindres le piston détendeur fournira par tour quatre impulsions qui dureront chacune pendant un demi-tour, son impulsion sera donc conti- nue sans Jamais s'annuler et il sera par suite inutile de le munir d'un volant particulier.
Le volant de l'arbre moteur suffira amplement pour as- surer la régularité de marche du moteur.
En ce qui concerne la suralimentation un ventilateur 16 placé à 1-lavant et actionné par un engrenage 17, fournira la surpression nécessaire.
Dans un deuxième mode de réalisation la moteur est cons- titué par un ou plusieurs cylindres 19 dans chacun desquels se pouvant deux pistons opposés 20,21.
Le piston spécial 20 placé à la partie inférieure est relié par une bielle à oeil 22 à un arbre manivelle 23 qui tourne à demi-vitesse (arbre détendeur).
Cet arbre est lui-même solidaire par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 24,25 d'un autre arbre placé au- dessus et dont le nombre de toues est double du premier (arbre moteur)..
Ce second arbre est relié au piston supérieur 21 par l'intermédiaire d'une double bielle 26 fixée en pied sur une ' traverse 27 dont la partie basse forme pied de bielle autour de l'axe du piston supérieur.
Lorsque'le moteur a plusieurs cylindres les pistons
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supérieure sont réunis deux à deux à la traverse 27;
Le calage initial des engrenages de liaison est fait de telle façon que lorsque les pistons supérieurs se ..trouvent à la partie supérieure des cylindres au point le plus haut de leur course, les pistons inférieurs soient comme l'indique la figure, l'un à sa position la'plus basse et l'autre à sa position.la plus haute.
Pour un moteur à quatre cylindres les calages des ma- nivelles sont représentés à droite de la fig.6, pu on voit que les quatre manivelles sont dans le môme plan, deux en haut, deux en bas, pour l'arbre supérieur, tandis que les .. manivelles de l'arbre inférieur sont au contraire dans deux plans perpendiculaires et sont opposées dans chacun de ces plans. La succession des volumes offerts aux gaz dans ce, type de moteur est la même que dans celui décrit précédemment.
Il doit également être entendu que les dispositions de détail données au dessin annexé' peuvent varier tout en res- tant dans l'esprit de l'invention, c'est ainsi que le nombre de groupes de pistons conjugués est quelconque, que dans chaque groupe la démultiplication peut être obtenue de toute façon appropriée, que les organes de distribution ou d'échap- pement ainsi que leurs dispositifs de commande sont variables, etc.....
Enfin on peut utiliser comme opérateur l'un ou l'autre des deux arbres, ce qui permettra d'obtenir un régime déc@- nomie identique pour deux allures dont l'une est le double de l'autre. t t