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Moteur à combustion interne à culasse mobile.
L'objet de l'invention est un moteur à combustion interne à culasse mobile.
Ce moteur est caractérisé en ce qu'à une course double du piston correspondent deux courses doubles de la partie mobile de la culasse, l'une d'elles ayant une amplitude plus grande que la seconde.
Le dessin annexé représente schématiquement une forme d'exé- cution de l'objet de l'invention, donnée à titre d'exemple.
La f ig. 1 est un diagramme du fonctionnement du moteur.
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Les fig. 2 à 5 représentent quatre positions intéressantes du piston et de la culasse mobile.
Dans le diagramme de la fig. 1, la courbe représente une course double du piston, elle s'étend par conséquent sur une ré- volution complète de l'arbre vilebrequin, comprise entre 0 et 360 de l'axe des abscisses de la courbe. Le point mort haut du piston se trouve à 0 respectivement 360 , le point mort bas à 180 .
La courbe b représente les déplacements correspondants de la culasse mobile qui, comme on le voit, effectue deux courses doubles pendant que le piston en effectue une, la première de ces courses doubles ayant une amplitude relativement petite, voisine de la moitié de la course maximum du piston, tandis que l'autre de ces courses doubles a une amplitude plus grande que la course maximum du piston.
En regard des points c, d, e, f de l'axe des abscisses ont été tracées des parallèles à l'axe des ordonnées, ces lignes mar- quant des positions particulièrement intéressantes des organes du moteur.
Enfin, le diagramme montre dans sa partie supérieure la po- sition d'une lumière d'admission 1 et dans sa partie inférieure la position d'une lumière d'échappement 2.
Voici maintenant comment fonctionne le moteur selon l'inven- tion, en supposant que son piston et la partie mobile de sa culas- se se déplacent conformément aux courbes a, b et dans un cylindre comportant des lumières en 1 et en 2.
La chambre comprise entre piston et culasse étant supposée remplie de mélange air-carburant fortemént comprimé, l'allumage a lieu approximativement en c, où la compression est extrêmement forte, puisque piston et culasse ne sont pas loin de se toucher.
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Ce point se trouve d'autre part on'peu. après le point mort su- @ périeur du piston, que l'explosion va chasser vers son point mort inférieur pendant une période de détente s'étendant de c à d. Pendant ce temps, la culasse mobile se soulève, et, selon le mode de liaison adopté entre elle et le piston, elle sera sus- ceptible de transmettre également de la force motrice à l'arbre du moteur.
Parvenu, au point d, le piston découvre la lumière d'échap- pement 2 qui restera découverte jusqu'en e. La partie mobile de la culasse se rapprochant alors rapidement du piston, il se pro- duit entre d et e un balayage complet des gaz brûlés, ce que re- présente schématiquement la flèche 3. En e piston et calasse sont de nouveau près de se toucher, de sorte que la quantité de gaz brûlé susceptible de rester dans la chambre d'explosion peut être pratiquement évaluée à zéro. Entre et f, piston et culasse s'é- cartent de noaveau l'un de l'autre, il y a aspiration, les gaz aspirés pénétrant, comme l'indique la flèche 4, par la lumière 1 que découvre maintenant la partie mobile de la culasse.
De f à c se produit alors la compression, admise comme point de départ au début de cette explication.
Il est à remarquer que si la lumière d'échappement est dé- couverte à chaque course du piston, la lumière d'admission ne l'est que toutes les deux courses de la culasse, lorsque celle-ci effectue son mouvement de grande amplitude, et au point mort su- périeur, en égard à l'arbre vilebrequin.
Il est évident qu'au lieu de commander l'admission et l'é- chappement par des lumières découvertes, on le pourrait par tout autre moyen connu, par exemple par l'emploi d'une chemise, de sou- papes.
Il est à remarquer aussi que le moteur dont le fonctionne-
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ment vient d'être décrit, fonctionne d'une part comme un moteur à deux temps, puisqu'il se produit une explosion par course dou- ble du piston, mais que d'autre part il possède le cycle complet d'un moteur à quatre temps, soit aspiration, compression, déten- te et échappement.
Les fig. 2 à 5 montrent une manière de réaliser la liaison desmodromique nécessaire entre les mouvements du piston et ceux de la partie mobile de la culasse. Dans ces figures, le cylindre est désigné par 5, le piston par 6 et la partie mobile de la culasse par 7. La fig. 2 correspond à la position c du diagramme de la fig. 1, la fig. 3 à la position d, la fig. 4 à la position e et la fig. 5 à la position f.
En 8 se trouve l'arbre vilebrequin, entraîné par le piston 6 et par l'intermédiaire de la bielle 9 dans le sens de la flè- che 10.
La partie mobile 7 de la culasse est attachée à une extrémi- té 11 d'un culbuteur 12, à l'extrémité libre 13 duquel une biel- le 14 en liaison desmodromique avec l'arbre vilebrequin, commu- nique un mouvement oscillant. Ce mouvement est produit par la manivelle 15 entraînée par une chaîne 16, de manière à effectuer deux tours pendant que l'arbre vilebrequin n'en fait qu'un.
Le pivot 17 du culbuteur est mobile, étant disposé sur une manivelle entraînée à partir de la manivelle 15 et par une chai- ne 18, mais de manière à tourner à la même vitesse que l'arbre vilebrequin. De ce fait, la distance entre pivot 17 et arbre 8 est variable, la variation étant oscillatoire et de même fréquen- ce que le mouvement de va-et-vient du piston.
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En passant de la position de la,fig. 2 à celle de la fig.3, c'est-à-dire de ± à d sur le diagramme., on voit que,d'une part, le piston 5 s'est rapproché de son point mort inférieur, que,
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d'autre part, la manivelle commandant la bielle 14 se trouve à peu près dans sa position la plus basse, donc la partie mobile 7 de la culasse au voisinage d'un point mort supérieur, celui dési- gné par 19 dans le diagramme. Ce point mort n'est pas le plus haut que la partie mobile de la culasse soit susceptible d'at- teindre, car le mouvement de rotation du pivot 17 fait qu'à ce moment celui-ci se rapproche de l'arbre 8.
En passant de la position que l'on vient de décrire à celle de la fig. 4, c'est-à-dire de d à e sur le diagramme, on voit que le piston ayant dépassé son point mort inférieur, commence à s'é- lever. La manivelle commandant la bielle 14 occupant à peu de cho- se près sa position la plus haute, il en résulte que la partie mobile 7 de la culasse occupe un point mort inférieur, celui dé- signé par 20 sur le diagramme et qui est le plus bas possible, étant donné qu'à ce moment le pivot 17 se trouve à peu de chose près le plus près possible de l'arbre 8.
En passant de cette nouvelle position à celle de la fig. 5, c'est-à-dire de e à f sur le diagramme, on voit que, tandis que le piston 6 est près d'atteindre son point mort supérieur, la manivelle commandant la bielle 14 se trouve au voisinage de sa position la plus basse et, par conséquent, la partie mobile 7 de la culasse au voisinage de son point mort haut désigné par 21 sur le diagramme. Ce point mort supérieur se trouve plus haut que le point mort 19 correspondant à la position selon la fig. 3, par- ce que le pivot 17 se trouve de nouveau plus loin de l'arbre 8 qu'il ne l'était dans la position susindiquée.
Enfin, en revenant de la position de la fig. 5 à celle de la fig. 2, c'est-à-dire de f à c sur le diagramme, on voit que le piston ayant dépassé son point mort haut, la manivelle 15 a complètement soulevé la bielle 14, amenant ainsi la partie mo,-
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bile 7 de la culasse à un point mort inférieur, celui désigné par 22 sur le diagramme. Ce point mort se trouve moins bas que le point mort 20 correspondant à la position des organes selon la figo 4, parce que dans cette dernière position le pivot 17 était le plus près possible de l'arbre 8, tandis qu'à la fig. 2, il en est au contraire à peu de chose près le plus éloigné pos- sible.
Il est évident que la liaison par chaîne représentée à la fig. 2 n'est que schématique et peut être remplacée par tout au- tre procédé mécanique approprié. En particulier, il serait possi- ble de disposer le pivot 17 à l'extrémité d'une tige actionnée par une bielle qui, en même temps que la bielle 14 de l'exemple représenté, se prolongerait jusqu'au voisinage de l'arbre vile- brequin 8, ces bielles étant commandées par des engrenages di- rectement commandés par une roue dentée de l'arbre du moteur.
Il n'est donc pas nécessaire que le pivot 17 du culbuteur effec- tue un mouvement de rotation, il pourrait très bien effectuer un mouvement de va -et-vient dans une direction parallèle à l'axe du cylindre ou encore inclinée en égard à cet axe.
Remarquons enfin qu'au passage de la position de la fig. 2 à la position de la fig. 3, soit de c à d sur le diagramme, la partie mobile 7 de la culasse transmet de la force motrice à l'arbre 8 par l'intermédiaire de la manivelle 15 et de la chaîne 16 ou autre organe de liaison approprié.
D'autre part, le diagramme de la fig. 1 montre que ce moteur fonctionne avec une détente prolongée.