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*Perfectionnements apportés aux moteurs à explosion ou à combustion interne**.
L'invention est relative aux moteurs à explosion ou à combustion interne, étant entendu qu'il peut s'agir de mo- teurs alimentés en carburant léger, aussi bien que de moteurs alimentés en carburant lourd.
Elle a pour but,surtout, de rendre tels, ces moteurs qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux divers desi- derata de la pratique, notamment qu'ils permettent d'augmen- ter la puissance par cylindre tout en maintenant un très bon rendement, et ce particulièrement grâce à la possibilité d'améliorer les conditions de combustion et de détente , et de suralimenter lesdits moteurs sans qu'il puisse en ré-
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sulter des pertes par combustion inachevée.
Elle consiste, principalement, à agencer de manière telle, les moteurs du genre en question, que soit combiné, à au moins deux cylindres comportés par ces moteurs, un cy- lindre compound dans lequel puisse s'achever la détente commencée dans chacun des deux premiers ceux-ci ayant leurs manivelles calées de façon telle qu'ils puissent débiter indépendamment, c'est-à-dire successivement, dans le cy- lindre de détente,
Elle consiste, mise à part cette disposition prin cipale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explioite- ment parlé ci-après-- dispositions relatives aux moteurs du genre en question comportant au moins un cylindre prin cipal coagissant avec un cylindre oompound--, notamment,
en une deuxième disposition, consistant à agencer de manière telle, ces moteurs, qu'au moment où la communication est établie entre les deux cylindres, un volume d'air ait été préalablement comprimé par le piston du cylindre compound , une telle disposition permettant de parfaire la combustion du mélange gazeux, au cas où cette combustion serait demeurée inachevée dans le premier cylindre, en une troisième disposition, consistant à agencer de manière telle, lesdits moteurs, que la communication entre le cylindre principal et le cylindre compound soit établi lorsque le piston du premier a accompli une partie de sa course, par exemple les trois quarts de celle-ci, en une quatrième disposition, consistant à suralimenter les moteurs du genre en question,
la présence d'imbrulés étant évitée grâce à la prolongation de la détente dans le cylindre compound, et en une cinquième disposition, consistant à combiner , à un cylindre à explosion à deux temps, un cylindre oompound /également à deux temps, ces deux cylindres étant calés de faç
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telle que le second reçoive la pression du premier lorsque le piston de celui-ci a accompli la majeure partie de sa oourse de détente.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation, des- dites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les moteurs du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établis- sement, ainsi que les ensembles, fixes ou mobiles, compre- nant de semblables moteurs.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins oi-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
Les fig, 1 et 2, de ces dessins, montrent, respec- tivement en coupe longitudinale et en vue en plan du côté du sommet des cylindres, un moteur polycylindrique, à explosion ou à combustion interne, établi conformément à l'invention.
Les fig. 3 et 4 sont des schémas montrant, respec- tivement, pour deux des cylindres dudit moteur, les diagrammes de fonctionnement de ces cylindres, ainsi que les angles de calage de leurs manivelles.
La fig. 5, est un autre schéma permettant de comparer les diagrammes respectifs d'un moteur de type usuel et d'un moteur conforme à l'invention.
La fig. 6, enfin, montre, en coupe schématique, un moteur compound à deux temps établi conformément à l'in- vention,
Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble /) qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par
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exemple, d'établir un moteur à explosion, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On fait comprendre, essentiellement, à ce mo- teur, au moins deux cylindres principaux que, de préférence, on fait travailler suivant le même cycle, on combine, à ces deux cylindres, un cylindre compound dans lequel puisse se prolonger la détente inachevée dans chacun des deux premiers, et on fait l'ensemble tel, c'est-à-dire on choisit de façon telle, l'angle de calage des manivelles des divers cylindres, que les cylindres principaux puissent achever leur détente indépendamment, c'est-à-dire successivement. dans le cylindre compound.
A cet effet, il semble particulièrement avantageux d'avoir recours, comme représenté sur les dessins, à une disposition suivant laquelle, les deux cylindres principaux a1 et a2 fonctionnent suivant le cycle à quatre temps (un temps moteur par deux tours de manivelle), mais ont leurs manivelles calées à 360 , de sorte que, par exemple, lorsque l'un de ces cylindres est à la détente, l'autre est à l'admission, et le cylindre compound !!. fonctionne de façon à comporter un temps moteur par tour de manivelle. ce cylindre attaquant le même arbre vilebrequin que les cylindres a1 a2, ou tout au moins un arbre tournant à la même vitesse.
Suivant cette disposition, il est aisé de voir que si, à un moment donné, on établit la communication entre le cylindre compound et le cylindre a', par exemple, qui se trouve alors à la détente, on pourra de même, lors- que l'arbre moteur aura effectué un nouveau tour complet, établir la communication entre le cylindre oompound et le cy- lindre a2,les positions respectives des pistons étant encore les mêmes, et le cylindre a2 se trouvant alors lui-même à la détente.
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Mais, bien entendu, ladite disposition n'est nullement limitative, et on pourrait encore, par exem- ple,faire comprendre à un moteur conforme à l'invention, soit quatre cylindres à quatre temps combinés avec un cylindre compound du type ci-dessus décrit attaquant un arbre tournant deux fois plus vite que l'arbre entraîné par les quatre susdits cylindres, lesquels auraient leurs mani- velles calées à 180 , soit deux cylindres à deux temps combinés avec un cylindre compound attaquant un arbre tournant deux fois plus vite que celui entraîné par les deux premiers,lesquels auraient encore leurs manivelles calées à 180 .
Dans ce qui suit, on envisagera seulement la disposition représentée sur les dessins.
Pour ce qui est maintenant, plus spécialement , du fonctionnement à adopter pour le cylindre compound, on a recours, avantageusement,aux dispositions suivantes, susceptibles, le cas échéant, d'être utilisées isolément.
Suivant l'une de ces dispositions, on agence de ma- nière telle, ledit cylindre b que, lorsqu'il s'agit d'intro- duire les gaz provenant de l'un ou l'autre des cylindres a1 a2, le piston de ce cylindre b ait préalablement comprimé un certain volume d'air, une telle disposition permettant, par la présence de cet air comprimé et chaud, de compléter la combustion des gaz, au cas où cette combustion serait de- meurée inachevée dans le premier cylindre.
A cet effet, il suffit de faire fonctionner le cylindre compound substantiellement comme un moteur à deux temps, en lui faisant comporter, par exemple, d'une part, des lumières d'échappement propres à être découvertes vers la fin de la course de détente du piston du cylindre b , et, d'autre part, au moins une soupape d'introduction d'ai
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de balayage d, combinée à une soupape d'échappement e .
On obtient alors pour le cylindre compound un cycle à deux temps, tel que représenté sur la fig. 4, dans laquelle les lettres désignent :
N, le point mort haut (début de la détente),
N1, le début de l'échappement (lumières e découvertes),
N , le point mort bas (ouverture de la soupape d'échappe- ment e),
N2, l'introduction d'air de balayage par la soupape d, en laissant ouverte la soupape e, et N, la fermeture des soupapes d et e, une compression s'effectuant alors jusqu'au point N.
Suivant une autre disposition, on établit la com- munication, entre le cylindre principal a1 ou a2, et le cylindre compound,lorsque le piston du premier a accompli une partie de sa course, par exemple les trois quarts de celle-ci, ladite communication étant obtenue par l'actionnement de moyens tels qu'une soupape f commandée, ainsi que la soupape d'admission g, d'une façon appropriée quelconque.
Pour réaliser les conditions qui viennent d'être indiquées, il suffit de caler convenablement, vis-à-vis des manivelles des cylindres a1 a2, celle du cylindre b, par exem- ple de façon telle que le piston des premiers cylindres ait accompli les trois quarts de sa course vers le point mort bas, lorsque le piston du cylindre b est à son point mort haut, (et ce à supposer que l'ouverture de la soupape a s'effectue du moment où ce dernier piston se trouve à son point mort haut , étant bien entendu qu'elle pourrait aussi s'effectuer un peu avant ou un peu après).
Le diagramme de fonctionnement du cylindre prin- cipal, a ou a2, comparé à celui du cylindre b, se présente alors de la façon suivante.
La détente, s'effectue dans le cylindre principal
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de J en M, le point M correspondant, sur le diagramme du cy- lindre b, au point N.
A ce moment, la soupape f s'ouvre et la détente se poursuit dans le cylindre compound, tandis que le piston, dans le cylindre principal, poursuit sa course jusqu'au point mort bas (M ), puis revient en arrière jusqu'à un niveau indiqué par le point M1 correspondant sur le diagramme du cylindre b au point N1, pour lequel l'échappement commence.
L'échappement continue jusqutà ce que le piston du cylindre principal ait atteint le point mort haut (M2). A ce moment la soupape fest fermée et les deux temps suivants peuvent s'effectuer comme dans un cylindre de moteur à quatre temps ordinaire.
Pour faire apparaître l'angle de calage A, on a indiqué, sur les fig. 3 et 4, d'une part, les positions des pistons (les lettres m/ml m2 etc.correspondant aux lettres M, M1 M2 etc, et les lettres n, n1 n2 etc, aux lettres N, N1 N2 etc), et, d'autre part, les positions des manetons de mani- velles. Les positions k kl etc correspondent aux positions m, ml etc, et les positions p, pl etc aux positions n, ni etc.
Les angles séparant deux positions caractéristiques sont désignés par A1 A2; plus spécialement, sur la fig. 4, l'angle A3 correspond au temps de balayage dans le cylindre b , on peut ainsi, de toute façon, obtenir un moteur qui permet de prolonger au maximum la détente et d'éviter les combustions incomplètes.
Ces qualités spéciales, inhérentes au fonctionne- ment ci-dessus indiqué, permettent, en outre, de suralimenter les cylindres principaux, sans que l'on risque pour cela de provoquer des combustions incomplètes ni de perdre une grande partie de l'énergie cinétique à l'échappement comme cela se
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passe pour les moteurs de type usuel, dès que l'on dépasse un certain taux de suralimentation.
On pourra, par exemple, adopter un taux de surali- mentation dans un rapport de I à 3, la courbe d'admission étant représentée par une liane telle que M2 M3 (fig. 3 et 5)
Cette dernière disposition permettra à poids égal d'augmenter considérablement la puissance des moteurs, puisque cette puissance dépend du volume de combustible et d'air de combustion admis dans les cylindres principaux.
L'invention permet donc de réunir dans un même moteur les qualités suivantes : combustion améliorée par apport d'air frais dans le moteur compound, détente prolongée au maximum, balayage des gaz brûlés dans le cylindre compound, à ce moment indépendant du cylindre principale et augmentation de la puissance grâce à la suralimenta- tion, rendue possible par la détente prolongée et l'apport d'air frais dans le cylindre compound.
Sur la fig. 5, pour permettre de comparer le diagramme d'un moteur usuel et ceux d'un moteur conforme à l'invention, on a superposé les diagrammes respectifs d'un cylindre de moteur usuel et du cylindre principal al ou a2 du moteur conforme à l'invention, en indiquant en pointillé les parties non communes appartenant plus spécia- lement au diagramme du cylindre a1 ou a2.
Pour obtenir, avec le moteur usuel, une puis- sance comparable à celle obtenue à l'aide du moteur compound a1 a2 b conforme à l'invention, il faudrait prévoir une course de piston de longueur (s+t) à peu près de deux à trois supéri re à celle, s, du moteur compound, Il faudrait en effet que la surface R RoM@ du diagramme comprise dans l'intervalle de longueur t, fiat égale à la surface N N N3 du diagramme du cylindre b.
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Cette comparaison permet donc de faire ressortir encore un autre avantage en faveur de l'invention : on pourra obtenir une même puissance pour une course, et, par suite un encombrement, plus faibles.
On a fait ressortir plus haut que le but princi- pal poursuivi par l'invention consistait dans une amélioration de la combustion par apport d'air frais sous pression, en cours de détente, obtenu par l'adjonction d'un cylindre auxiliaire compound.
L'invention s'étendrait à d'autres groupements? de cylindres, ou à toutes autres dispositions permettant de répon- dre au but susindiqué
On pourrait, notamment, grouper un cylindre principal deux temps a et un cylindre deux temps b (fig. 6), les manivel- les étant convenablement calées pour que la communication entre ces deux cylindres s'établisse au moment où la détente dans le premier cylindre est sensiblement terminé. Cette communication pourra être obtenue à l'aide de lumières c découvertes par le piston du cylindre principal.
On pourrait également combiner un cylindre compound deux temps à un cylindre à double effet, du genre de ceux utili- sés dans les haute fourneaux, l'ensemble fonctionnant de la même manière que le moteur décrit sur las fig, 1 et 2, Enfin, il est bien entendu que l'air sous pression, pour la suralimentation peut être comprimé par les pistons des cylindres,des moteurs, sur leur face opposée à celle en contact avec les gaz.
Comme il va de soi, et comme il ressort déjà ce ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes,notamment celles pour lesquelles la course du piston du cylindre b, au
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lien,comme représenté, d'être égale à celle des pistons des cylindres a1 a2, serait différente.
RE S U M É.
L'invention a pour objet des perfectionnements ap- portés aux moteurs à explosion ou à combustion interne; lesquels perfectionnements consistent,principalement, à agencer de manière telle, les moteurs du genre en question,que soit combinera au moins deux cylindres comportés par ces moteurs, un cylindre compound dans lequel puisse s'achever la détente commencée dans chacun des deux premiers,ceux-ci ayant leur manivelles calées de façon telle qu'il:
puissent débiter indépendamment, c'est-à-dire successivement,dans 1- cylindre de détente.Elle vise plus particulièrement certains modes d'application,ainsi que certains modes de réalisation desdits per- fectionnements,lesquels comprennent encore certaines dispositions relatives aux moteurs en question comportant au moins un cylindre principal coagissant avec un moteur oompound notamment une deuxiè- me disposition, consistant à agencer de manière telle ces moteurs, qu'au moment où. la communication est établie entre les deux cylin- dres,un volume d'air ait été préalablement comprimé par le piston du cylindre compound,une telle/disposition permettant de parfaire la combustion du mélange gazeux, au cas où cette combustion serait demeurée inachevée dans le premier cylindre;
une troisième dispo- sition, consistant à agencer de manière telle, lesdits moteurs, que la communication entre le cylindre principal et le cylindre oompound soit établie lorsque le piston du premier a accompli une partie de sa course, par exemple les trois quarts de celle- ci: une quatrième disposition, consistant à suralimenter les mo- teurs du genre en question, la présence d'imbrûlés étant évitée grâce à la prolongation de la détente dans le cylindre compound; et une cinquième disposition, consistant, à combiner, à un cylindre à explosion à deux temps, un cylindre compound égale- ment à deux temps, ces deux cylindres étant calés de façon telle que le second reçoive la pression du premier lorsque le piston de celui-ci a accompli la majeure partie de sa course de-détente;
et elle vise plus particulièrement encore ,