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"MOTEUR A COMBUSTION INTERNE"
La présente invention se rapporte aux moteurs combustion interne à deux temps à plusieurs cylindres, du type dans lequel la charge d'air est introduite dans le cylindre à son extrémité èxtérieure(ou, dans des moteurs à pistons opposés, à l'une et l'autre extrémités du cylindre commun), tandis qu'un orifice d'échappement est ménagé près de l'autre extrémité du cylindre pour l'évacuation des gaz résultant de la combustion. L'invention est applicable à des moteurs à allumage par compression et à d'autres moteurs dans lesquels le combustible est introduit à une phase du cycle postérieure à l'introduction de la charge d'air.
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Conformément à la présente invention,les cylindres d'un moteur du type spécifié ci-dessus, ayant des pistons travaillant dans un ordre cyclique, sont reliés entre eux par paires de telle manière que, tandis que la plus grande partie des gaz de la combustion est évacuée de chaque cylindre par un orifice d'échappement comme d'habitude, une plus petite partie de ces gaz est prélevée près de l'extrémité du cylindre correspondant à l'entrée d'air, et cette partie plus petite des gaz est transférée dans un autre cylindre du moteur dans le but de faciliter la combustion dans celui-ci, la communication entre les cylindres étant commandée par les pistons de la paire de cylindres reliés entre eux pendant les moitiés extérieures de leurs courses.Un dispositif auxiliaire,produisant une variation automatique des volumes des cylindres,
sert à assurer l'allumage du combustible dans des conditions autres que celles correspondant au fonctionnement normal, par exemple lors de la mise en marche.
Dans le cycle habituel de travail des moteurs du typé considéré, l'accroissement de température de la charge d'air,qui précède l'introduction et l'allumage du combustible,ne peut pas être plus Grand que celui qui correspond à une compression adiabatique; en pratique, l'accroissement de température de l'air est lcin d'être celui correspondant à une véritable compression adiabatique, car l'air perd de la chaleur nar contact avec la paroi du cylindre.
Il faut par conséquent emnloyer des pressions de compression extrêmement élevées,et des volumes de compression faible:: correspondants, dans des moteurs à allumage par compres- sion tels que construits jusqu'ici,pour que la temnérature de la charge comprimée puisse être suffisamment élevée pour produire l'allumage du combustible.
La présente invention a pour but essentiel de permettre d'atteindre les températures d'allumage nécessairesave (les pressions de compression relativement faibles et des volumes de compression relativement grands.
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Jusqu'ici, en raison des pressions de compression élevées qui sont nécessaires, et des pressions d'explosion encore plus élevées qui en sont la conséquence, les moteurs a. allumage par compression présentent, comme il est reconnu de façon générale, certains inconvénients sérieux, à savoir :
I) Un poids relativement élevé et un prix élevé de fabrication, dûs à la grande résistance nécessaire dans les organes supportant les pressions d'explosion;
2) Une marche brutale et bruyante du moteur,par suite du développement brusque des pressions d'explosion élevées ;
3) La difficulté d'injecter le combustible sans qu'il soit amené en contact avec les parois des petites chambres de combustion, avec la combustion incomplète qui en résulte;
4) La difficultéde mise en marche.
Tous ces inconvénients sont évités, ou tout au moins réduits en grande partie, par la.présente invention.
Sur les dessins ci-joints, donnés à titre d'exemple:
La fig.I est une vue en coupe axiale, suivant la ligne I-I de la fig.3, d'un moteur à trois cylindres et à plateau oblique rotatif, construit conformément l'invention.
La fig.2 est une vue en coupe transversale du bloc de cylindres du moteur, suivant la ligne II-II de la fig.I.
Les fig. 3 et 4 sont des vues partielles en coupe transversale respectivement suivant les lignes III-III et IV-IV de la f'ig.I.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale -oartielle sui- vnt la ligne brisée V-V des fig.I et 2.
La fig.6 est une vue en coupe transversale d'une autre forme de réalisation du moteur.
La fig.7 est un diagramme montrant la suite des phases de fonctionnement.
Dans le moteur représenté sur les fig.I à 5, les trois cylindres A,B,O sont disposés à des intervalles angulaires égaux
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autour de l'arbre principal 1. Le moteur est représenté à la phase dans laquelle le piston 3 du cylindre A se trouve à son oint mort intérieur ou point mort haut, c'est à dire au noint de compression maximum pendant le fonctionnement normal;
les pistons(désignes également par 3,3)des cylindres B et C se trou- vent/alors chacun aux trois quarts de leurs courses à partir du peint mort haut et se déplacent respectivement vers l'extérieur et vers l'intérieur comme représenté par des flèches sur la fig.5,
Dans le bâti principal 4 du moteur sont formées pne chambre 5 pour le plateau oblique rotatif 2 ,une chambre 6 pour l'air de balayage, et une chemise de circulation d'eau 7 autour des cylindres. Les cylindres peuvent être d'une seule pièce avec le bâti principal du moteur ou être assemblés indépendamment à celui-ci ou peuvent être montés séparément dans celui-ci sous forme de fourreaux 8 comme représenté. Le bâti principal 4 porte également des paliers 13 pour l'arbre 1.
Les pistons 3 sont formés d'une seule pièce avec ou sont assemblés à des pièces en forme d'étriers 9, qui portent des sabots 10, venant en engagement avec le plateau oblique 2; des pistons 11, assemblés à ou d'une seule pièce avec les étriers 9, peuvent être Armés sur le côté opposé du plateau oblique 2, pour fournir l'air e balayage et l'air de charge, ou bien, l'air peut être fourni par un ventilateur ou compresseur, d'un genre approprié quelccnque,commandé par le moteur ou indépen- damment de celui-ci.
Le moteur est alimenté d'huile de graissage sous pression par une pompe 14, qui aspire cette huile par une conduite 15 à partir d'un réservoir 16 et qui la refoule par une conduite 17 à une tuyère 18, qui sert à lubrifier le dispositif de plateau oblique, et à d'autres organes, comme décrit ci-après.
La nompe 14 est commandée par l'arbre principal 1 par l'inter- médiaire de roues dentées 19.
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La culasse de cylindre 20 ,qui peut constituer une seule pièce commune à tous les trois cylindres,comprend une chemise circulation d'eau 21 et des orifices d'échappement 22, et est munie de soupapes d'échappement 33,supportées dans des guides 24 pour les tiges de soupapes et actionnées par un mécanisme à culbuteur du type habituel à partir d'une seule came 25, montée sur l' arbre 1.
Il peut être nrévu une seule soupape d'échappement dans chaque cylindre, ou comme représenté sur la fig. ,deux soupa.pes d'échappement 23 peuvent être prévues pour chaque cylindre, les deux soupapes de la paire étant commandées simultanément par le poussoir 26 actionné par -la came, 25( fig.l), ces soupapes étant ramenées sur leurs sièges par des ressorts 30.
On comprendra que l'on peut régler le moment et le degré d'ouverture des soupapeh d'échappement par exemple, en modifiant le calage de la came 25 de commande de l'échappement sur l'arbre 1, indépendamment de la commande des lumières d'admission et de transfert décrites ci-après.
L'emplacement axial de l'arbre 1, du plateau oblique 2 et des pistons 3 venant en engagement avec le plateau rotatif oblique 2 au moyen des sabots 10, est déterminé par le contact du collier de butée 31,fixé sur l'arbre moteur 1, avec la butée cylindrique 32 par l'intermédiaire des tampons ou rouleaux 33.
Dans les buts expliqués ci-après, la butée 32 est de préférence supportée par le bloc des culasses des cylindres, ou par une autre partie fixe du moteur, par l'intermédiaire de ressorts 34 qui, par leur compression permettent un déplacement axial des parties sur une certaine distance. Tout mouvement de retour au-delà de la distance admissible est empêché par le contact du collier de butée 31 sur l'arbre 1 avec un épaulement 35 sur le bloc de guidage 20a assemblé au bloc 20 des culasses des cylindres.
A ses deux extrémités ,qui sont de diamètres différents, la butée 32 s'adapt e étroitement dans le bloc 20 des culasses
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des cylindres; des bagues ou rainures d'étanchéité 36,37 sont ménagées dans ces extrémités de la butée, de sorte que la chambre 38 délimitée entre l'extérieur de la butée 32 et l'intérieur du bloc 20 des culasses des cylindres,forme un dash-pot pour empêcher un mouvement axial rapide excessif de la butée.
La chambre 38 peut être maintenue pleine d'huile au moyen de la conduite 17 partant de la pompe 14 et une soupape-pointeau 39 peut être prévue pour faire varier le degré d'ouverture du branchement 40, allant de la chambre 38 à la chambre contenant le collier de butée 31 ou ailleurs, et pour déterminer ainsi la rapidité du mouvement de la butée 32 et des pièces supportées sur celle-ci.
Ces pièces et les pistons sont représentés en traits pleins sur les fig.I et 5 dans les nositions correspondant au travail normal du moteur à charge complète ,et, sur ces fig.I à 5, comme déjà. mentionné, la phase représentée du cycle moteur est celle dans laquelle le piston 3 du cylindre A se trouve à son peint mort haut.
Une série circonférentielle de lumières de balayage 41 sont ménagées dans la paroi 8. du cylindre à l'extrémité extérieure de chaque cylindre, en établissant ainsi la communication entre le cylindre et la chambre de balayage 6 (fig.1 et 3).
Les lumiexes 41 sont découvertes par les onds de pistons 3 lorsque ces derniers se trouvent dans leur position de fin de course vers l'extérieur, comme repréaenté par des traits interrompus sur les fig.Iet 5. D'autres lumières, appelées ci-après lumières de transfert, sont aménagées dans chaque paroi de cylindre 8,intérieurement par rapport aux lumières de balayage 41.
Ces lumières de transfert de chaque cylindre sont de préférence formées en deux groupes 43a et 43b,les lumières 43a étant disposées de façon à amener des gaz dans un conduit 44, qui communique avec les lumières 43b du cylindre qui précède le cylindre considéré dans l'ordre du cycle dumoteur comme représenté sur les fig.1,2 et 5.
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Une partie du conduit 44 est de référence nonstituée par une pièce séparée et facilement amovjble 45, qui peut présenter la forme de coin, comportant des faces inclinées l'une sur l'autre, s'adaptant à des faces correspondantes formées sur le bâti du moteur, et maintenue en position dans celui-ci par des ressorts 46, comprimés par des boulons 47, comme représenté sur les fig. I et 2;cette construction facilite l'enlèvement pour le nettoyage, etc.. et permet un léger déplacement relatif des pièces sous l'action de dilatations thermiques, de même qu'elle facilite le refroidissement de la pièce 45 en permettant la circulation de l'air extérieur autour de celle-ci. Ou bien, la pièce 45 peut être munie d'une chambre à circulation d'eau pour son refroidissement.
Les fonctions des lumières de transfert 43a, 43b et du conduit 44 sont les suivantes:
Le piston 3 du cylindre A se trouvant dans sa position de point mort haut, comme représenté sur les fig.1 et 5, le combustible,introduit dans ce cylindre(par l'injecteur 50 ou autrement), se trouve en cours de combustion, et la charge d'air se trouve, ou approximativement, à sa pression maximum.
Au même instant, le piston! du cylindre B, qui précède le cylindre A dans l'ordre du cycle moteur et dans lequel la combusti tion et une détente partielle ont déjà eu lieu, a effectué les trois-quarts de sa course extérieure et à découvert les lumières de transfert 43a de son cylindre. Les lumières 43b du cylindre 0, qui précède le cylindre B dans l'ordre du cycle moteur, sont également découvertes à ce moment, le piston 3 du cylindre C ayant alors effectué seulement un quart de sa course de retour.
Les gaz dans le cylindre 0, s'étant précédemment échappés dans l'atmosphère par les soupapes 23 dans la culasse de ce cylindre, et le cylindre ayant été rechargé d'air frais à basse pression, comme expliqué ci-dessous en référence au cylindre B, il se produit un écoulement des/produits de la combustion,se trouvant à une pression et à. une température relativement élevées dans le cylindre B, avec une vitesse éle-
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vée,par les lumières 43a du cylindre B,le conduit 44, et les lumières 43b du cylindre 0, dans ce dernier cylindre. La charge dans celui-ci est ainsi chauffée et comprimée, en même temps que la pression des produits de combustion dans le cylindre B est réduite.
Cette action continue jusqu'à ce que le¯piston 3 du cylindre C ferme ses lumières 43b,¯après quoi la compression de la charge dans ce cylindre C est achevée de la manière habituelle par le mouvement ultérieur du piston dans sa course intérieure..
Le piston 5, du cylindre B continuant sa course extérieure, la pression des gaz contenus dans ce cylindre B continue à diminuer, et le piston 3 découvre ensuite ses lumières de balayage 41; à ce moment, de l'air de balayage pénètre dans le cylindre par ces lumières 41 et chasse les produits de combustion restants par la soupape d'échappement 23, la came 25 étant calée de telle manière que la soupape d'échappement est ouverte pendant cette phase.. Le cylindre B ayant été rempli de la charge d'air frais, les lumières 41 sont à nouveau fermées par le mouvement de retour de son piston 3 dans sa course intérieure; la soupape d'échappement 23 se ferme également sous l'action de son ressort, cette soupape étant rend e libre par la came 25.
Comme les pistons sont tous actionnés par le plateau oblique rotatif 2 dans un ordre cyclique, la série d'évènements qui viennent d'être décrits aura lieu de la même manière dans chacun des cylindres à son tour. Le diagramme de la fig.7, qui est expliqué plus complètement ci-après, montre la suite des phases du cycle relativement à tous les cylindres, les six phases du cycle dans chaque cylindre étant les suivantes:
I) Course de travail, c'est à dire combustion du combustible et alétente des produits de la combustion.
2) Transfert d'une partie des gaz, provenant d'un cylindre, dans un cylindre qui le précède dans le cycle.
3) Echappement des produits restants de la!combustion, avec introduction simultanée d'une charge d'air frais.
4) Accroissement :le la température et de la pression de la
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charge d'air frais par l'introduction de gaz chauds par transfert à. partir d'un cylindre qui suit le cylindre considéré dans le cycle.
5) Course de compression, accompagnée par un accroissement correspondant de la température au degré nécessaire pour allumer le combustible.
6) Introduction et allumage du combustible, après quoi la combustion s'effectue comme spécifié en I) ,le cycle se répétant ensuite.
Il est important, pour que le cycle soit réalisé avec succès, que les produits de la combustion, introduitsà la phase 4 du cycle, soient mélangés intimement avec la chamge d'air déjà introduite dans le cylindre et que ce mélange soit achevé avant que le combustible soit injecté dans celui-ci. A cet effet, les lumières de transfert 43b ,de même que les lumières 41 d'admission d'air de balayage, sont de préférence dirigées tangentiellement dans le cylindre, comme représenté sur la fig.2. Chaque conduit 44, avec ses lumières 43a et 43b, est construit approximativement suivant une ligne droite et 'ores en- te une forme se rapprochant de celle d'un tube de Venturi (tuyère convergente-divergente), comme indiqué sur la fig.2 également .
Au lieu que les lumières 43a et 43b soient disposées par paires,'comme représenté, on peut utiliser une seule lumière dans chaque cas. ìl outre, les lumières 43a et 43b de chaque cylindre peuvent être réunies en une seule lumière 43, comme représenté sur la fig.6, cette lumière unique servant alternativement d'orifice d'entrée et (l'orifice de sortie pour les gaz transférés entre les cylindres.
Lorsqu'on met le moteur en marche à froid, ou lorsqu'il travaille sous des charges très légères, le chauffage préalable par transfert de produits chaude de la combustion partir d'un cylindre à un autre, comme décrit précédemment, n'est pas effec- tif ; pour obvier à la difficulté qui se présente ainsi, il est prévu un dispositif pour déplacer automatiquement lesistons dans une direction axiale en même temps que l'arbre principal.
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La force et 1'élasticité des ressorts-34 sont déterminées de telle manière que dans des conditions de fonctionnement normales, la pression moyenne des gaz dans les cylindres,agissant par l'intermédiaire des pistons 3, des sabots 10 ,du plateau oblique 2 et de l'arbre 1 ,est suffisante pour comprimer les ressorts 34 et pour maintenir les nièces dans les positions relatives représentées en traits pleins sur la fig.I. Lors de la mise en marche, avent que la combustion ait lieu, et pour des charges légères,la pression moyenne dans les cylindres est plus faible ; dans ces conditions, les ressorts 34 repoussent les pièces jusqu'à ce que le fond du piston 3 occupe, au point mort haut, la position représentée en traits interrompus en 51 sur la fig.I.
Le volume de compression, correspondant à cette position, n'étant pas plus grand, relativement au déplacement du piston, que d'habitude dans des moteurs à allumage par compression, la pression -le compression sera alors suffisamment élevée pour effectuer l'allumage du combustible lorsque le moteur est mis en marche par l'un quelconque des dispositifs habituels de mise en marche. Ensuite, dès que la combustion est effectuée et que le moteur commence à marcher sur sa propre puissance, des gaz chauds seront disponibles et pourront être transférez de chaque cylindre au cylindre qui le précède dans le cycle, et la pression moyenne dans les cylindres sera accrue; les ressorts 34 seront comprimés, et les volumes de compression des cylindres seront accrus, jusqu'à ce qu'une position d'équilibre soit atteinte.
Lorsqu'on arrive à la charge complète, cette position d'écailibre sera celle représentée en traits pleins sur la fig.1.
Le procédé de variation des volumes de compression des cylindres d'un moteur à plateau oblique rotatif, consistant à déplacer longitudinalement une butée de l'arbre principal, tel que décrit ci-dessus de façon générale, n'est pas nouveau en luimême, car il a été décrit (toutefois dans un dispositif actionné à la main et non automatique) dans le brevet belge N 343673 du 20 juillet 1927. /-
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Il est bien entendu que le nombre des cylindres n'est pas nécessairement trois, mais qu'il peut être un nombre plus grand quelconque, permettant le transfert des gaz à partir d'un cylindre à un autre à. des phases appropriées.
Il est également bien entendu que le procédé de transfert, dès gaz à partir d'un cylindre à un autre,tel,que décrit ci- dessus, n'est palimité à des moteurs à plateau oblique rotatif, ou à des moteurs comportant des cylindres parallèles à l'arbre moteur, comme représenté sur les dessins, mais qu'il est appli- cable également à des moteurs à arbre-manivelle des types à cy- lindres radiaux et d'autres types, dans lesquels les axes des cylindres sont situés à angle droit par rapport à l'erbre-ma- nivelle.
Dans des moteurs où le procédé décrit ci-@essus nour fa- ciliter la mise en marche(en déplaçant les pistons dans la di- rection de leurc axes, de façon à réduire les volumes de com- pression) n'est pas/applicable, on peut appliquer d'autres pro- cédés pour accroître la température (les cylindres et de leurs charges d'air, avant de commencer le transfert effectif de gaz à partir d'un cylindre à un autre, conformément à l'invention.
Ainsi ,le moteur peut être mis en marche en employant, comme combustiblé, de l'essence allumée par une bougie d'allumage électrique, ou autrement.
Le cycle de travail'd'un moteur à. trois cylindres cons- truit conformément à l'invention,qu'il soit du type à plateau oblique rotatif, du type 2 manivelle, ou d'un autre type est , représenté schématiquement sur la fig.7,qui montre en ordonnées @ la position des fonds 'des pistons de chacun des cylindres A,B,C, / correspondant à toutes les positions angulaire de l'arbre moteur pendant les 360 de son mouvement de rotation(portés en abscis- ses). Après un mouvement angulaire de l'arbré de 180 ,le pis- ton du cylindre A se trouve à. son point mort haut, la phase du cycle étant alors la même que celle représentée sur les fig.I et
5.
A ce moment, les pistons des cylindres B et C sont tous deux aux trois quarts de leurs courses et les lumières de transfert
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de ces cylindres sont ouvertes. Comme on le verra par le diagramme de la fig.7, il existe les mêmes conditions pour les cylindres À et C pour un mouvement de rotation de 60 degrés de l'arbre ,et pour les cylindres B et A pour un mouvement de rotation de l'arbre de 300 , que pour les cylindres B et 0 pour un mouvement de rotetion de 180 ;mais, à aucun moment du mouvement de rotation de l'arbre, si ce n'est pour ces positions et au voisinage de ces positions, les lumières de transfert ne sont découvertes simultanément -par deux pistons quelconques.
Le transfert de gaz directement à. partir d'un cylindre à un autre a par conséquent lieu pendant ces trois périodes, en produisant ainsi le cycle précédemment décrit.
REVENDICATIONS
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L'invention concerne:
I) Un moteur à combustion interne à deux temps à plu- sieurs cylindres, avec des pistons travaillant dans un ordre cyclique,caractérisé en ce que les'cylindressont reliés entre eux par paires, de telle manière que tandis que la plus grande partie des gaz de la combustion est évacuée de chaque cylindre par un orifice d'échappement, comme d'habitude, une plus petite partie de ces gaz est prélevée près de l'extrémité du cylindre
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correspondant a l'entrée d'air et est transférée dans un autre cylindre du moteur dans le but- de faciliter la combustion dans celui-ci, le communication entre les cylindres étant commandée par les pistons de la -aire de cylindres reliés entre eux pendant les moitiés extérieures de leurs courses.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.