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M o t e u r d 1 a v i a t i o n à course variable
La présente invention a pour objet un moteur d'avia- tion dit à course variable et qui fonctionne à raison d'u- ne modification de course des pistons dans leurs cylindres.
Ce moteur présente les caractéristiques suivantes:
1 ) Les bielles ou tiges, et les pistons se déplacent uniquement suivant une direction rectiligne , et leur mou- vement est exclusivement alternatif.
De cette réalisation mécanique, résultent les avanta- ges suivants: a) de pouvoir faire usage de l'une et l'autre face du pis- ton,ce qui procure ainsi un dédoublement de la cylindréeo Ce dédoublement est:soit utilisé à produire de la puissan- ce ; il est alors employé de la même façon que la cylindrée initiale-, soit utilisé à produire de l'air comprimé;il fait, dans ce dernier cas, fonction d'un simple compres- seur volumétrique; b) de pouvoir, par l'usage de mécanismes appropriés, ré- cupérer et utiliser presque complètement les forces d'iner- tie des pièces en mouvement, alors qu'avec le système connu
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cette énergie cinétique se perd et contribue à une dété- rioration du moteur;
c) de remédier, quasi complètement, à l'ovalisation des cylindres et de diminuer les frottements et l'usure,ce, du fait que le déplacement de l'ensemble tiges et pistons est essentiellement rectiligne et seulement soumis à des forces de même direction ; d) de pouvoir refroidir directement les pistons et les ti- ges par une circulation continue : ceci est rendu possible du fait que les pistons peuvent être accouplés aux tiges d'une façon rigide.
2 ) Le moteur a, en outre,comme, caractéristique la plus importante,celle de pouvoir accroitre ad libitum la course du piston,ce qui permet,d'abord,de maintenir à tou- te altitude le taux de compression le plus favorable et, ensuite, d'employer, avec le maximum de rendement au sol et à n'importe quelle hauteur,tous les carburants. De plus, l'accroissement de la course donne inévitablement lieu à une augmentation correspondante de la cylindrée.
3 ) La nouvelle liaison mécanique piston-vilebrequin a pour effet de donner à chaque course de piston,par rap- port à une autre course de même longueur,mais de sens op- posé, une vitesse linéaire différente,ce qui,mi s à profit, augmente le rendement.
4 ) L'invention a également comme avantage celui de donner un moteur de Maître-Couple tout à fait réduit,ce, du fait que les cylindres et les pièces qui leur sont so- lidaires,sont noyées ou encastrées dans L'épaisseur de l' aile.
5 ) En outre; la solution qui consiste à faire don- ner les pipes ou conduits d'échappement, dans l'extrados de l'aile a, du fait qu'il existe, dans cette partie de l'aile,une forte zone de dépression,pour but d'activer, de réduire la. contre-pression à l'échappement,et de ren- dre plus complète l'évacuation hors des cylindres des gaz
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résiduels.
6 )Suivant la construction du moteur,soit les con- duits d'admission du cylindre-moteur,soit ceux du compres- seur,sont en communication directe avec la partie intrados de l'aile,laquelle est une zone où il existe une forte surpression d'air, ce qui permet de suralimenter d'office ou l'admission des cylindres moteurs,ou celle des cylin- dres compresseurs.
Les dessins annexés, qui matérialisent graphiquement l'objet de l'invention, en représentent, à titre illustra- tif,mais non limitatif, un exemple de réalisation.
Ces dessins montrent: en Fige. 1, 2 et 3,la représentation schématique; en figol, on a le moteur pris de face ; y voit les deux cylindres opposés C C,parallèlement et au centre de ceux- ci,les tiges T T. Sur chacune d'elles, est fixé un pis- ton p po Le levier récepteur l,dans sa position tangen- tielle au vilebrequin v, ce qui correspond respectivement, pour les pistons p p, à une position qui, dans les culas- ses cylindres h o, équivaut au P.M.H. (point Mort Haut) et qui,dans les culasses-cylindres u, q,équivaut au P.MoBo (Point Mort Bas). La liaison des tiges T et T au levier récepteur 1,s'effectue par un accouplement A.
On voit,com- plètement désaxé par rapport à T; le vilebrequin v.= La fig.2 fait voir les différentes positions des leviers ré- cepteurs se rapportant respectivement au premier,au deu- xième et au troisième groupe de cylindres; ceci, pour un vilebrequin dont les coudes sont à 1200 l'un de l'autre.= La figo3 est relative à la modification de la longueur des courses de piston, ce, en modifiant la position de l'axe de pivotement a par rapport-à la ligne T T,ligne sur la- quelle se déplacent les pistons p p et leur tige T T.
On arrivera à ce résultat par le fait que l'axe a est fixé sur un chariot mobile G (fig.11 et 12) dont le déplace- ment provoque,en sens positif, ou négatif, la modification
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de l'angle d des leviers récepteurso
La figo4 donne, de façon détaillée,la reproduction du schéma indiqué figol, relatif à tout le moteur. On voit que le moteur se compose d'un ou de plusieurs groupes de cylindres c c opposés. Les pistons p p sont mis indirecte- ment en rapport avec le vilebrequin V par les tiges tu- bulaires T T, dont les extrémités,sortant des culasses h et q, sont terminées par un corps de fourche,pourvu lui- même de deux bras symétriquement opposés.
La réunion des bras b b b b (figo9) s'effectue parvum môme tixo x qui les traverse. Des fourches,la puissance est transmise au vi- lebrequin V par le levier 1. Sur les tiges T T sont ad- joints quatre mécanismes ri, rj, rf et rd, chargés de ré- cupérer l'énergie cinétique des masses alternatives en mou- vement.
Les extrémités des tiges T T sortent respectivement des culasses u et o (figol). Elles coulissent à chaque cour- se sur un conduit tubulaire fixe 20 et 21. C'est par ceux- ci que s'effectue soit l'entrée soit la sortie de la circu- lation de refroidissement. Au centre du motegr, on voit le levier récepteur l,dont la base sert de centre de pivote- ment. Sa partie médiane est solidaire d'un accouplement, lequel est composé d'un manchon N, pouvant se déplacer lon- gitudinalement sur le levier. Ce manchon N est pourvu d'un axe x pouvant réunir les bras b b b b(figo9) qui appar- tiennent respectivement aux deux fourches.
L'axe x relie, dans ce cas,directement trois pièces.La partie supérieure du levier l,qui est aussi la plus longue,est pour vue,sur plus de toute sa longueur,d'une gorge ou mortaise ., dans laquelle coulisse le maneton MV du vilebrequin,lequel ma- neton est protégé par un galet g.Le levier, dans la situa- tien qu'il occupe sur la fig.4,donnerait auxpistonsp p, si ceux-ci lui étaient accouplés,une position qui,dans leurs cylindres,équivaudrait exactement à la moitié de leurs cour- ses respectives,ce qui les placerait environ au milieu des
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cylindr. longueur de la:, course serait,dans ce cas,maxi- mum, c'est-à-dire que le taux de compression volumétrique serait également à son maximum.
La position 30 ou 40 de ce môme levier est celle qui équivaut respectivement,pour
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les pistons p ( âû' T.3r,p irito morâ 't),Zâ longueur de les pistons p p'au.!ponmort'haut)*,ia longueur de la course étant, dans. ce cas,réduite à son minimum.
La fig.5 schématise les deux différentes longueurs de course du piston,ces différences 32 et 34 résultent du changement respectif de la position de centre de pivote- ment a et a (fig.3) d'un même levier récepteur, La cour- se ss -r de la fig.5 correspond à celle marquée des mêmes lettres de la figo3. Cette course étant dans ce cas mi- nimum;la course b - a de la fig.5 correspond à celle mar- quée des mêmes lettres de la fig.3, cette course étant considérée, dans ce cas, comme maximum.
La figo6 montre, en coupe, entourée par le manchon N, les deux bras du levier récepteur 1,lequel est dessiné dans son sens longitudinal en figs.10 et 13. Au centre de la figure,on voit, dans toute sa longueur,l'axe des four- ches x.
La fig.7 montre,séparément,en projection sur un plan vertical,un des manchons entourant les leviers récepteurs.
Dans sa partie pointue, on voit,en coupe,l'axe x.
La fig.8 est une coupe projetée sur un plan vertical d'un système d'accouplement des deux tiges T T,composées d'un ensemble de deux fourches b b (figo9) dont la. réunion s'effectue par l'axe x. Des conduits Tr -#, dont # seul est montré de profil ,c'est-à-dire tourné à 90 par rap- port à leurs positions en fig.9, sont chargés de faire pas- ser la circulation de refroidissement d'une tige T à l'au- tre tige T. '
En figo9 est la vue en élévation de face,obtenue en faisant tourner la précédente de 90 .
Au centre, on y voit les pièces dessinées en figo6;lesquelles sont entourées par les bras b b b b,appartenant respectivement aux deux four-
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chez. Doux conduite 1f À aonLounwnt cors fourolluts-
La fig. 9bis est une coupe du piston. Il se compose d'une partie principale appelée cuve,qui se décompose el- le-même,en un fond ou partie inférieure du piston et de parois latérales et, ensuite, d'une deuxième partie qui comprend simplement le couvercle.
La cuvelest, dans sa par- tie centrale, Tissée sur la tige T.Sa partie inférieure forme,extérieurement, fond de piston et est,par conséquent, en contact avec les gaz. Intérieurement,cette partie est garnie de nervures.Les parois latérales de la. cuve sont extérieurement en contact avec les parois du cylindre;elles peuvent être pourvues de segnents;intérieurement,ces pa- rois sont simplement nervurées. A l'intérieur de la cuve, se trouve enroulé un serpentin(conduit)2.Une des extrémi- tés de ce dernier,soit son débit, est en communication avec l'intérieur du conduit central de la tige, ce, en étant fi- xé dans un ajourage 4qui traverse et la tige T et la partie centrale de la cuve du piston.
Ce serpentin est garni, sur toute sa longueur,d'une nultitude de petits trous. Sa fin, en opposition avec son débit, est obturée.La partie intérieure de la cuve est néanmoins encore en communication directe avec l'intérieur de la tige T par un ajourage5ou une série de trous,perçant, de part en part, et la tige et la partie centrale de la cuve. La cuve est complétée, dans sa partie supérieure,par un couvercle,lequel se visse intérieurement dans ses pa- rois.
Ce couvercle est également intérieurement nervdré.Ex- térieurement,il est identique au fond extérieur de la cuva..
La fig.10 montre, en coupe, sur un plan vertical,l'en- semble d'un levier récepteur 1,auquel s'ajoute le manchon N et le galet g. Par rapport à ce galet g,le levier récep- teur occupe, tel qu'il est sur la figure,une position qui donnerait à ses pistons respectifs une position les situ- ant à la moitié de la course qu'ils doivent parcourir .Le
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levier 1 a sa base fixée sur un axe a,autour duquel il peut pivoter. A hauteur des tiges T T de pistons,il traverse le manchon N qui l'entoure (Figs.4,6 et 9). Approximativement à ce même endroit, et vu en c-oupe selon la fig.6,il a sa partie médiane ajourée.
Cet ajourage m, ou mortaise, qui se prolonge sur environ les trois quarts de sa longueur tota- le,est occupé par le galet g,qui coulisse selon la position du vilebrequin. L'extrémité de cet ajourage,ainsi que cel- le du levier,se termine par un arrondi .La position du le- vier 1,par rapport au galet,et,par conséquent également,par rapport au centre du vilebrequin, est schématisée par la fig.15, et implique une course maximum des pistons.
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La. fig.10biO est une vue détailla;nt une partie du mécanisme extérieur de récupération d'inertie(figo4),leqp.el se compose d'un régleur t1 ou t2. Le régleur se compose d'un cylindre I,de section annulaire,ce qui permet à la tige T de circuler librement dans la partie centrale de I.
La base de ce cylindre repose sur le coussinet u ou o.
A l'intérieur du cylindre I,coulisse un piston 2,a- yant également une forme annulaire.Le haut de ce piston se termine par un épaulement 3,qui vient appuyer à l'état li- bre sur l'une et l'autre parois du cylindre. Extérieure- ment,dans cet épaulement, est fixée la spire de base 4 du ressort rf ou rd.Le déplacement du piston dans le cylindre se fait par l'introduction d'huile sous pression par le conduit 5.
La figoll est une vue de détail du mécanisme qui com- mande le chariot C,sur lequel est fixé l'axe a de pivote- mentoC'est sous la poussée de la tige 2,solidaire elle-m- me du piston 7,que s'effectue,dans la coulisse 3,le dépla- cement du chariot dans unsens.Ce dernier revient à sa posi- tion première par la pression qu'exerce,sur 7 ou sur C,un ressort de rappel,à boudin ou conique 4.
Le déplacement initial s'effectue par l'admission d' huile sous pression dans le cylindre 6,l'huile arrivant
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par le conduit 5.
La figo12 est le schéma de la partie inférieure de la. fig.11, mais vu du haut. On voit, au centre du dessin, l'axe de pivotement a,lequel est pressé dans un palier 1, muni lui-même de deux ergots e e ,diamétralement opposés.
Ces deux pièces forment le chariot proprement dit .Le pa- lier 1 et ses ergots e e circulent dans la coulisse 3,sous l'effort de la tige 2,solidaire- du piston.De part et d'au- tre du palier,on voit deux leviers récepteurs 1,1, appar- tenant respectivement au premier et au second groupe de cylindres.La partie striée correspond à la. partie striée de la figoll et indique le petit carter, en V.
La. figo13 est une vue analogue à la fig.10, et qui donnerait aux pistons p p une position identique à celle qu'ils occupent par rapport à la figlO.La position du le- vier 1,par rapport au galet g, est schématisée par la fig.
14, et implique une course minimum.
Les figso 14 et 15 se rapportent successivement au minimum et au maximum de course,lesquelles résultent des deux positions respectives et extrêmes du chariot modifi- cateur de course. Le point a de la figo14,par rapport au centre du vilebrequin v, implique une course minimum,ce qui correspond, pour le galet g et le maneton N du levier récepteur,à la position que ces pièces occupent respecti- vement sur la fig.13. D'autre part,le point a de la fig.
15,par rapport au centre du vilebrequin v,implique une course maximum, ce qui correspond, pour le galet et le ma- neton du levier récepteur, à la position que ceux-ci oc- cupent respectivement sur la fig.10.
La figo16 détaille les positions diverses des trois leviers récepteurs sur trois manetons V de vilebrequin disposée à 120 l'un de.l'autre. Ces leviers pourraient appartenir au premier, au second et au troisième groupes de cylindres. Sont visibles également sur ce dessin,les galets,les manetons et un accouplement formé de deux four-
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ches.
Le CYLINDRE proprement dit est formé par un seul che- misage; sur sa partie supérieure, se visse une culasse(figo 1 et 4) u et o. Il est fixé au carter par des fats assez profonds,à l'intérieur desquels est vissée la culasse infé-
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' rieure(figsol et 4) h et q.
Les CULASSES sont au nombre de deux .par cylindre h q et u O. Elles comportent deux ou plusieurs soupapes dont les emplacements respectifs ont été énoncés. Au centre des culasses, se trouve fixé un coussinet assez long, dont l'axe se trouve dans le prolongement de l'axe du cylindre. Il sert au coulissage de la tige du piston.
La TIGE ou BIELLE est, sur toute sa longueur, de sec- tion tubulaire; chaque tige èst dans le prolongement de celle qui lui est opposéeo Chaque tige est munie des pièces suivantes: dans le carter central, son extrémité est vis- sée dans un corps de fourche(figo4);ce corps peut faire lui- même tampon, pour le ressort d'inertie du mécanisme intérieur.
D'autre part, le tampon peut être également une pièce sépa- rée; il est, dans ce cas,fixé à proximité du corps de four- che ou accolé à ce dernier (figs. 4-10 ou Il)et est vissé sur la tige. La tige se prolonge alors dans le cylindre où elle reçoit un piston;préalablement,elle traverse le coiàs- sinet de la culasse: h ou. qo La fixation du .piston s'obtient en vissant la partie principale du piston,c'est-à-dira la cuve, sur la tige; ensuite,la. tige traverse la culasse supé- rieure u ou o,pour se%terminer à l'extérieur. Son extrémité est pourvue d'un second tampon analogue au premier et éga- lement vissé.
En sus de ces' quatre pièces, la tige est mu- nie de plusieurs ajourages qui ont pour but d'établir une communication entre le conduit central de la tige et cer- taines autres pièceso Ces; orifices sont situés respective- ment à proximité du corps de fourche.A l'intérieur de ceux-
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ci, viennent se fixer les conduits e - (fig,)B. A hau- teur du piston, sont également percés deux ajourages ou
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deux séries d'ajourages dont le role est de mettre en com- munication la cuve du piston et le conduit central. Une sé- paration située entre les deux ajourages obturent hennéti- quement le conduit central de la. tige et détourne par con- séquent la circulation par l'intérieur du piston.
Le LEVIER RECEPTEUR: Vu en coupe dans le sens de sa longueur,il est formé d'une première partie massive,dont la base est traversée par un axe, et d'une seconde partie,envi- ron deux fois plus longue,laquelle est médianement pourvue d'une mortaise ou ajourage. Afin d'introduire .respectivement sur ce levier l'axe de pivotement et le maneton du vilebre- Tain,chaque extrémité opposée de 1 est amovible; cette amo- vibilité est totale ou partielle. Elle est totale : dans ce cas, chacune des extrémités qui se termine en arrondi est fixée à la partie maitresse par des goujons,ou tout autre moyen ayant les mêmes effets.
Elle est partielle : dans ce cas,la fixation à la pièce maîtresse ne s'effectue que par un coté,l'autre coté ou extrémité fait charnière .Le centre de pivotement de cette charnière peut être placé sur toute la longueur de la partie-maitresse.11 est clair que cette charnière pourrait être remplacée par un ergot ou par tout autre combinaison ayant les mêmes effets,c'est-à-dire de caler et fixer rigidement une extrémité de cette pièce.L'a- jourage ou mortaise,vu en coupe,soit selon la fig.6,peut avoir un profil droit, arrondi, hélicoidal, à @@evrons, ou celui de toute autre forme présentant les mêmes résultais, c'est-à-dire augmenter la surface de contact et faciliter son déplacement et son graissage.
Le GALET: Il est de forme allongée et se termine par deux arrondis identiques aux arrondis intérieurs du levier récepteur. Afin de pouvoir être introduit sur le maneton, Il est fait en deux parties;la réunion de ces deux parties s'effectue par des vis diamétralement opposées. Le gu.let peut avoir également différents profils similaires à ceux de l'ajourage du levier récepteur.
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Une caractéristique du nouveau moteur réside dans 1', agencement complet de la récupération des forces d'inertie de l'ensemble alternatif,lequel comprend les tiges et tou- tes les pièces qui leur sont solidaires.Cette récupération 8'$effectue pour un groupe de cylindres par quatre mécanis- mes distincts,dont deux mécanismes intérieurs identiques situés entre les deux cylindres,et deux mécanismes extérieurs également identiques entre eux,mais situés aux parties ex- trêmes d'un groupe (Figo4)oLes mécaniesmes intérieurs se com- posent des ressorts ri et rj, entourant les tiges T T.Chacun de ces ressorts a une de ses extrémités qui appuyo roapoo- tivement sur les coussinets des culasses h et q.
L'autre extrémité,à chaque tour du vilebrequin v, est comprimée par les tampons 10 ou ll,lesquels sont solidaires des tiges T T (Fig.4). les mécanismes extérieurs se composent des res- sorts rf et rd de section plus grosse que les premiers,en- tourant également les tiges T ?.L'une des extrémités de ces ressorts 4 est fixée dans la gorge de l'épaulement 3 dupis-
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ton 2 du régieur(?ig>10).0e régleur tl ou t2 repose sur la culasse u ou o des cylindres respectifs. L'autre extré- mité, à chaque tour du vilebrequin v, est comprimée par les tampons 12 ou 13,lesquels sont fixés à l'extrémité des ti- ges T T.
Le fonctionnement de ces quatre mécanismes est le sui-
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vant: les deux inéoanixmos intériamra,compooÓs des ressorts ri et rj,dont le rôle est de partager la récupération sur une partie de course relativement longue;les deux mécanis- mes extérieurs sont composés des ressorts rf et rd,dont la tension est réglable et qui récupère l'énergie cinétique sur une partie de course relativement courte .Le réglage de la tension du ressort se fait en fonction de plusieurs facteurs, dont les deux principaux sont:
la. longueur de la course et le nombre de tours-minute du vilebrequin.Le rô- le du régleur hydraulique est de pouvoir arriver à un ré- glage de tension aussi précis que possible et de récupérer
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ainsi,à chaque course,le plus exactement possible,toute l'é- nergie cinétique des masses alternatives.
Une des caractéristiques du nouveau moteur réside dans le refroidissement continu des pistons par une circulation des liquides ou des gaz,pouvant se faire indifféremment du bas vers le haut et inversement,ainsi que, au besoin, dans l'un et l'autre sons. L'arrivée et la sortie du mode de re- froidissement peut se faire sur toute la longueur des ti- ges T T.
L'inventeur préconise cependant celle qui consis- te à introduire le refroidissement par le conduit 20 et à l'évacuer par 21, ou vice-versa. Dans l'un ou l'autre cas, le cours de la circulation est le suivant: il passe du pre- mier conduit dans la tige,d'où il est refoulé,par le serpen- tin et les orifices de ce dernier, dans la cuve du piston d'où. il s'écoule dans la tige,passe d'une tige à l'autre par l'intermédiaire des conduits "- x , , ensuite,il est à nou- veau refoulé dans le serpentin. Enfin, de l'intérieur du piston,il repasse dans la tige pour terminer sa circula- tion effective dans le conduit opposé.
Le moteur qui fait l'objet de la présente invention peut fonctionner suivant tous les cycles connus et faire indifféremment emploi de la carburation ou de l'injection du combustible. Selon le cycle à quatre temps, son fonc- tionnement est, à titre d'exemple, le suivant : sous l'im- pulsion de l'explosion,le piston d'un des cylindres exté- rieurs est,à fin de compression,chassé vers le centre du moteur.Cette poussée est transmise par la tige et son ac- couplement au levier récepteur,lequel,sous cette impulsion, décrira un arc de cercle'de direction identique et forcera le maneton du vilebrequin à une giration.
Hormis certaines caractéristiques résultent de l'em- ploi de la nouvelle liaison piston-vilebrequin,les phases suivantes du cycle sont sensiblement les mornes que celles qui s'effectuent à l'heure actuelle. D'autre part, il est obtenu une augmentation ou une diminution de course en
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déplaçant le centre de pivotement du levier récepteur par rapport au centre du vilebrequin. Ce déplacement s'effectue sous la poussée contrôlée du chariot.
REVENDICATIONS :
En résumé, je revendique comme de mon invention :
1 ) Moteur d'aviation dont la longueur de la course des pistons est modifiable,d'où résulte la possibilité d' utiliser, à toutes altitudes, tous les carburants,et de maintenir,à n'importe quelle hauteur,le taux de compres- sion, donnant le meilleur rendement ; caractérisé par une nouvelle liaison mécanique qui relie le piston au vilebre- quin, d'où s'ensuit qu'une course, tout en étant identique en longueur,occupe,sur le vilebrequin, par rapport à une autre course de sens opposé, une portion angulaire diffé- rente; ces portions angulaires respectives donnent pour chaque course une durée différente;le fait d'augmenter ou de diminuer la longueur de la course du piston ayant pour effet de modifier la. différence qui existe entre ces du- rées respectives.
2 ) Moteur d'aviation tel que spécifié à la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la partie inférieure du cylindre est employée,soit tout comme la partie supérieu- re à produire de la force motrice, soit simplement comme compresseur volumétrique,et en ce que, en altitude,le taux de compression est rétabli séparément par l' augmenta- tion de la. longueur de la course ou par l'usage du compres- seur volumétrique ou rétabli par l'emploi simultané de l'un et de l'autre procédés.
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