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Moteur à combustion interne
La présente invention a pour objet une disposition mécanique permettant de réaliser dans les moteurs à combustion interne des courses inégales du piston, pour les phases d'admission, de compression, de détente et d'échappement.
Ces courses inégales du piston sont obtenues suivant l'invention par la résultante du mouvement de rotation de l'arbre manivelle autour de son axe propre et d'un déplacement circulaire qui est communiqué à cet axe par l'intermédiaire de deux pignons égaux, l'un fixe et l'autre satellite, de telle manière que le maneton décri- ve une courbe du genre épicycloïde, présentant deux points hauts, aux fins de courses de compression et d'é- ohappement, et deux points bas aux fins de courses d'ad- mission et de détente.
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La symétrie de la courbe épicycloïde exige, pour que les courses obtenues ne soient pas égales deux à deux, que l'axe du cylindre ne coïncide pas avec l'axe de symétrie.
Les réalisations mécaniques concernant l'admission d'air et de combustible. l'allumage et l'échappement,, nont rien de spécial et peuvent être d'un type quelcon- que, et le dispositif s'applique aussi bien aux moteurs monocylindriques qu'aux moteurs polycylindriques.
Les caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante qui se réfère, à titre d'exemple, au moteur à deux cylindres, à distribution par tiroirs rotatifs représenté sur le dessin annexé.
La figure 1 est une coupe transversale, suivant
1-1 de la figure 2.
La figure 2 est une coupe longitudinale* suivant
2-2 de la figure 1, et
La figure 3 montre le tracé de la course épicyclot- dale de chaque maneton et des positions respectives du piston correspondant.
Dans chaque cylindre 1 et 2 se meut un piston 3 relié à un maneton 5 de l'arbre manivelle 6 par une bielle 4.
Cet arbre manivelle tourne dans une portée prévue sur un tourteau 7, qui peut lui-même tourner dans un logement réservé dans le carter 8.
Sur l'arbre manivelle 7 est fixé un pignon satellite 10 qui engrène avec un pignon fixe 11 solidaire du plateau 12 du carter.
Le tourteau T porte une couronne dentée extérieure 13 qui transmet le mouvement, par le pignon 14, à l'arbre moteur 15 porté par des paliers 16.
Les axes s 5,u v et x ± sont respectivement les
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W , "je u . tl... axes du maneton, du pignon 11 et du pignon 10, l'axe u v étant en outre l'axe de rotation du tourteau 7.
La distribution envisagée ici consiste en tiroirs rotatifs 17 et 19 disposés sur la culasse du moteur.
Une communication 21 est établie aux environs de la fin de la course de détente entre chaque cylindre 1 et 2 et le carter 8, entre les points 22 et 23.
Le fonctionnement du moteur ci-dessus décrit est le suivant;
Le moteur étant lancé, la poussée du piston agis- sant sur le maneton 5 tend à imprimer un mouvement de rotation au pignon satellite 10 autour de son axe x y; ce pignon ne pouvant entraîner le pignon 11 qui est fixé, roule sur celui-ci en imprimant au tourteau 7 un mouvement de rotation autour de son axe u v. En même temps, le maneton 5 décrit la courbe A, De mouvement de rotation du tourteam est directe ment transmis à l'arbre moteur 15 par les pignons 14.
La distribution étant réglée comme il convient par les tiroirs rotatifs 17 et 19, le cycle de l'axe du maneton se réalisera suivant les indications de la figu- re 3 :
Admission durant la course : a1 bl
Compression durant la course :b1 c1 Détente durant la course : t c1 d1
Echappement durant la course: d1 a1
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La forme de la courbe ép1ctclotds.le A peut être établie pour n'importe quel rapport désiré entre la cour- se d'admission et la course de détente: il suffit, dans ce but , de faire varier le rapport des distances entre
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les axes x v et 1. et u v et x v.
On peut d'autre part faire varier le rapport entre la course d'admission et la course de compression, en
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modifiant la position de l'axe du. cylindre par rapport à l'axe de symétrie de la courbe A.
La réalisation du. moteur qui vient d'être décrit permet d'obtenir les avantages suivants :
La compression peut être poussée jusqu'à obtention de 1 ' auto-allumage . D'autre part, si les différents élé- ments en fonction desquels on peut faire varier la forme de la courbe A. et l'angle o, sont déterminés de telle façon que les points a et ± coïncident et que la posi- tion du point ± corresponde sensiblement au fond du cy- lindre, la chambre d'explosion se trouve ainsi pratique- ment supprimée (dans les limites imposées par la cons- truction du piston et du cylindre ) et les gaz brûlés sont complètement évacués.
Il y a lieu de noter qu'à chaque tour de l'arbre autour manivelle/de l'axe u v, c'est-à-dire à chaque tour des blocs 7, correspond une explosion, ce qui donne au moteur une souplesse beaucoup plus grande que pour les moteurs à quatre temps actuels.
La communication établie par le conduit 21 entre le cylindre et l'intérieur du carter permet d'obtenir l'échappement à la pression atmosphérique/et à la tempéra- ture ambiante, quoique pour réaliser cette température, il soit nécessaire de pousser la détente jusqu'à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Quand le piston 3 découvre l'orifice 22, en fin de détente, l'air contenu dans le carter passe dans le cylindre lorsque la pression dans celui-oi est inférieure à la pression atmosphérique; comme on peut considérer que le carter est relativement étanche, il s'établir dans le carter un/vide sensiblement égal au vide dans le cylin- dre en fin de détente.
De cette façon le travail des gaz sur le piston est toujours positif pendant la détente
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ffl 1%0 1-1. - Il q - Le piston remontant dans le cylindre, les gaz brûlés sont de nouveau comprimés et si au moment où leur pres- sion atteint 1 K; le tiroir d'échappement 19 ouvre la communication entre le cylindre et l'atmosphère, les organes étant réglés dans ce but, les gaz s'échappent sans bruit dans l'atmosphère.
Toutes les calories fournies au moteur sont donc utilisées et d'ailleurs, pour éviter les pertes par les parois des cylindres, ces parois peuvent être oalori- fugées.
La détente peut même être poussée plus loin et les gaz brûlés peuvent être évacués au-dessous de la tempé- rature ambiante et même au-dessous de 0 C., ce qui permet de fabriquer de la glace ou de refroidir des chambres frigorifiques au moyen de ces gaz brûlés. Il suffit de faire passer ces gaz dans des canalisations entourées par l'eau à congeler ou traversant les chambres à refroidir.
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Lorsque le moteur est polycylindxique, les cylin- dres peuvent être disposés en une ou plusieurs lignes, ou en étoile, ce qui ne modifie en rien le cycle du moteur. Dans la disposition en V ou en étoile, l'arbre manivelle peut être unique.
On voit sur la fig. 3 que pendant les courses de compression et de détente, c'est-à-dire pour les courses pendant lesquelles les efforts sur le piston sont les plus grands, la bielle se trouve dans des positions très voisines de l'axe du cylindre; les efforts latéraux, et par suite le frottement sur les parois du cylindre, se trouvent donc considérablement réduits. Il faut d'ailleurs remarquer que dans la course de détente les positions relatives de l'axe de la bielle 4 et des axes u v et x y sont telles que la poussée de la bielle tend à faire tourner le bloc 7, de sorte que même au passage
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du maneton à son point mort, le bloc 7 reçoit cependant encore la poussée de la bielle ; lesefforts sur le bloc sont donc continus, tout point mort étant supprimé.
Naturellement l'invention n'est pas limitée au mode de construction décrit et représenté et auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées sans pour cela sortir du domaine de l'invention.
L'arbre moteur la peut aussi être disposé de toute façon désirée par rapport aux cylindres et au carter, les pignons 14 pouvant être remplacés, ou complétés; par toute transmission appropriée. L'arbre 15 pourrait être remplacé par deux bouts d'arbres respectivement so- l'axe lidaires des tourteaux 7 et ayant aussi pour axeu v, ces arbres traversant axialement les pignons 11 pour sortir du. carter..
Il faut encore remarquer que pour réaliser des courses différentes du piston pendant un même cycle du moteur, il est préférable que l'axe de la courbe A soit incliné sur l'axe du cylindre. Mais évidemment cette dernière condition n'est pas indispensable. Par exemple, si l'arbre-manivelle est monté de telle façon qu'au moment où le plan contenant les axes u v et x est parallèle à l'axe du cylindre, l'axe!!.!. du maneton se trouve aussi dans ce plan, l'axe de symétrie de la courbe A est parallèle à. l'axe du cylindre; mais il suffit qu'il soit à une distance de celui-ci, déterminée suivant les courses désirées pour le piston, pour que ces courses soient différentes.
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