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"MODE DE CONSTRUCTION DES CYLINDRES POUR MOTEURS THERMIQUES"
La présente invention a pour objet un mode de construction des cylindres de moteurs thermiques, comportant une chambre de refroidissement. '
Jusqu'à présent, ces cylindres étaient ou bien coulés'en une seule pièce avec les têtes contenant les ori- fices d'admission et d'échappement, ou bien se composaient de deux pièces assemblées par des boulons au moyen d'une bride médiane.
Ces cylindres étaient parfois munis de tirants reliant les deux brides d'extrémité et traversant la chambre d'eau ; en outre, ils possédaient souvent des fourreaux in-
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ternes et une partie de l'enveloppe extérieure de la chambre d'eau était amovible.
Ces constructions, cependant, présentent de très sérieux inconvénients: d'une part, les cylindres en une seule pièce ne permettent pas l'emploi de matières différentes appropriées aux exigences différentes qui se présentent dans une pièce de ce genre ; de plus, les inégalités de dilatation provoquent facilement des efforts de flexion dangereux pour le cylindre.
D'autre part, les cylindres en deux parties, qui comportent généralement un fourreau intérieur dont la paroi vient s'ajou- ter aux surépaisseurs nécessaires pour l'assemblage des deux parties, rendent très difficiles le refroidissement du cylindre proprement dit, de même que le graissage des parois, en raison de la mauvaise.transmission de chaleur à travers les deux pièces, dont le parfait contact métallique ne saurait être assuré. Quant aux longs tirants qui relient une bride à l'au- tre, ils subissent inévitablement les effets de variation de dilatation entre l'intérieur et l'extérieur du cylindre, ainsi que les variations de température du fluide refroi- disseur, ce qui rend leur action de serrage des plus problé- matiques et peut entraîner un effort anormal sur les brides.
La présente invention se propose de supprimer tous ces inconvénients, tout en offrant encore quelques avantages nouveaux. A cet effet, le cylindre est.composé de trois pièces essentielles: le cylindre proprement dit et les deux têtes, lesquelles peuvent être interchangeables. Le cylindre sera exécuté en fonte spéciale ou en toute autre matière susceptible d'assurer un minimum d'usure, alors que les têtes seront, soit en fonte résistant aux hautes températures, soit en acier moulé ou même forgées et soudées.
Ces trois pièces sont assemblées au moyen de deux séries de tirants qui prennent appui, d'une part, sur la bride exté-
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rieure d'une tête et, d'autre part, sur l'autre extrémité de cette tête, en même temps que sur un rebord du cylindre, ceci par l'intermédiaire d'une bride amovible en une ou plusieurs pièces.
La chambre d'eau qui entoure la partie médiane est complétée par une enveloppe amovible d'un type connu, per- mettant un accès facile aux écrous des tirants.
La Figure 1 ci-jointe montre, à titre d'exemple d'appli- cation de l'invention, un cylindre de moteur à gaz à double effet aménagé pour le refroidissement par circulation d'eau.
La partie médiane A, qui constitue le cylindre proprement dit, est assemblée aux deux têtes B et B' au moyen de tirants C et de brides D, lesquelles prennent appui, d'une part, sur les têtes, en E, d'autre part, sur les rebords du cylindre, en F.
L'enveloppe amovible G forme, avec la paroi du cylindre, la chambre d'eau médiane.
Cette chambre d'eau H est en communication avec celles des têtes I, par des canaux K ménagés dans les rebords du cylindre et livrant passage à l'eau de circulation que des nervures L dirigent judicieusement. Les joints entre le cylin- dre et les têtes sont assurés par des emmanchements coniques M.
La Figure 2 représente une autre solution quant à la forme des brides D', celle-ci permettant de raccourcir la partie interne des têtes B, ainsi que les emmanchements coni- ques M'. Il est bien entendu que la bride D' peut prendre toute autre forme, selon les nécessités de la construction des cylindres.
La partie de gauche de la Figure 3 est une coupe à travers une tête B et montre l'emplacement où peut, par exemple, être disposée une chicane N obligeant l'eau qui
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entre par le bas de la tête B à passer par les canaux (K en Figure 1) dans le cylindre (A) pour revenir dans le haut et en sens inverse vers la tête B.
Cette même Figure 3 montre, à droite, une coupe à travers la partie médiane A du cylindre et indique à titre d'exemple une disposition rationnelle des nervures L pour un cylindre de moteur à gaz horizontal.
Dans la Figure 4 sont figurées différentes formes de canaux K pour le passage de l'eau à travers les brides du cylindre A. Suivant les positions relatives des différentes parties des cylindres, on aura avantage à modifier les formes et emplacements de ces canaux. Les nervures L pourront égale- ment être disposées différemment, soit face aux canaux K, afin de partager le fluide, soit de façon à canaliser celui- ci, au besoin même elles seront prévues en hélice autour du cylindre.
Les dispositions qui caractérisent l'invention au point de vue constructif, en plus des avantages qui en résultent directement, tels que la facilité d'exécution, notamment en fonderie, qui est due à la simplification et au volume plus réduit des pièces, offrent un certain nombre de possibilités qui constituent autant de perfectionnements par rapport aux modes de construction connus à ce jour. Ainsi, il est à re- marquer que l'épaisseur de la paroi du cylindre (A) peut être réduite, en sa partie la plus froide, au minimum de section compatible avec la charge à la traction à laquelle elle est soumise; on obtient de la sorte un refroidissement efficace aux endroits mêmes où la vitesse maximum du piston provoque la plus forte usure.
Cette épaisseur peut aller en augmentant vers les bouts, où le cylindre subit une pression et des tem- pératures plus élevées, mais grâce au dispositif spécial qui
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oblige l'eau à lécher ces parois à grande vitesse, leur refroi- dissement est plus efficace.
Le refroidissement de la partie médiane peut encore être amélioré par des nervures L venues de fonte avec le cylindre et faisant suite aux canaux K ménagés dans les re- bords pour le passage de l'eau. En variant judicieusement les emplacements, les formes et les sections tant des orifices que des nervures, ainsi que les épaisseurs des parois, on obtiendra un refroidissement très régulier du cylindre. Etant supposé, par exemple, un type de cylindre s'échauffant davan- tage dans le bas, on augmentera à cet endroit. la vitesse de l'eau et le nombre des nervures, lequel ira en diminuant vers le haut, jusqu'à la suppression complète. Ce cas est schématisé par la Fig. 3.
Les joints M entre la partie médiane et les chambres d'eau I sont à serrage axial, bien encastrés et abrités de la chaleur; ils ne subissent que faiblement la dilatation des pièces.
Les extrémités des cylindres peuvent être très minces, malgré la haute pression, étant frettées par les têtes qui les entourent. De plus, ces parties étant très courtes, elles peuvent évacuer les calories soit vers le milieu du cylindre où s'opère un refroidissement énergique, soit à travers la paroi des têtes, grâce au bon contact métallique réalisable.
La circulation du fluide refroidisseur peut s'effectuer soit des deux têtes vers le milieu du cylindre, soit en sens inverse, soit encore dans les deux sens, par l'interposition, par exemple, de chicanes horizontales dans les têtes (N en Fig. 3). Dans ce dernier cas, les entrées et les sorties du cylindre se trouveraient logées dans les bouts des têtes.
Au point de vue de la répartition des efforts, la cons-
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truction décrite présente l'avantage fort appréciable que l'effort des goujons de fixation des fonds de cylindre et d'assemblage de la machine, se trouve transmis, soit direc tement, soit indirectement, au moyen d'un petit bras de le- vier, sur les tirants, d'où, par l'intermédiaire des brides mobiles, il est reporté directement sur le cylindre. De cette façon, les efforts de flexion sur les brides sont réduits à un minimum, en même temps que sont supprimés les efforts de traction si dangereux pour les têtes de cylindre.
Avec la disposition qui fait l'objet du brevet, la pièce la plus exposée à la chaleur peut se dilater librement, tandis que dans les têtes les différences de dilatation entre les parois intérieures et extérieures peuvent s'équilibrer, par le moyen des brides mobiles, sans donner lieu à des ef- forts dangereux sur les brides venues de fonte avec les têtes, ni sur les tirants.