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Echappement pour moteurs à deux temps.
La présente invention qui constitue un développe- ment des travaux antérieurs de la Société demanderesse re- latifs à des perfectionnements aux systèmes d'échappement, silencieux et analogues, et plus particulièrement à son brevet belge N 416 566 du 16 juillet 1936, vise des per- feotionnements à l'échappement des moteurs à deux temps dans lesquels les lumières d'échappement sont découvertes
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par le piston lors de sa course descendante et a pour but la création de plusieurs dépressions successives ooopé- rant entre elles afin d'assurer l'évacuation aussi com- plète que possible du ou des cylindres.
A cet effet, le cylindre d'un moteur du type sens soupapes agencé conformément à l'invention compor- te, au lieu de l'unique lumière d'échappement habituel- le, deux lumières superposées que le piston déoouvre suo- cessivement lors de sa course descendante. Ces lumières communiquent chacune avec un tube d'échappement aplati, de préférenoe du type décrit dans le brevet préoité 416 566 et les deux tubes, superposés et préférablement enrdulés en hélice aboutissent à une chambre de détente, oommuni- quant elle-même avec le silencieux proprement dit.
En réison de l'enroulement hélicoïdal des deux tubes d'échappement, lait gaz qui les traversent prennent un mouvement giratoire, continué dans la chambre de déten- te et provoquent dans celle-ci une dépression qui est uti- lisée, conformément à l'invention, pour exeroer, par l'in- termédiaire desdite tubes, une aspiration sur le contenu du cylindre en fin de course d'échappement et assurer ainsi l'évacuation pratiquement totale des gaz de combustion, soumis à deux actions successives extérieures, engendrées par eux aux moments voulus.
L'évacuation des gaz de combustion s'effectue donc en plusieurs phases, quisont les suivantes: a) le dégagement de la première lumière d'échap- pement, l'échappement des gaz par le premier tube enroulé en hélice et la formation de l'anneau giratoire dans la chambre de détente ;
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b) le dégagement de la deuxième lumière d'échap- pement, l'échappement des gaz par le deuxième tube enroulé en hélice et l'abaissement et l'expulsion de l'anneau de gaz à travers les chambres de détente successives, et à travers les fentes assurant une déviation des filets, et, partant, la formation d'une dépression;
o ) lors du retour du piston, l'obturation de la deuxième lumière d'échappement et l'action de la dépres- sion oréée et entretenue dans la chambre de détente sur le restant de gaz contenu dans le cylindre, à travers le premier tube et la première lumière, cette action assu- rant l'évacuation pratiquement totale des gaz restant en- core dans le cylindre; d) l'obturation de la première lumière dtéchap- pement et la reprise du cy@le de compression.
Le silencieux proprement dit, réalisé conformé- ment aux principes généreux qui ont fait l'objet de@ bre- vets belges N 408 584 du 22 mars 1955, au nom de le de- manderesse, et dans lequel ont fait application du prin- cipe de la déviation de la veine fluide.
A cet effet, le silencieux proprement dit est constitué par une chambre cylindrique dans laquelle dé- bouohent des tuyauteries venant du moteur, ces tuyaute- ries étant par exemple enroulées en hélice l'une sur l' autre et de telle sorte que les jets de gaz arrivent tan- gentiellement sur la périphérie intérieure du corps du silencieux où ils/rencontrent des orifices, également dis- posés tangentiellement qui les conduisent dans des cham- bres de giration communiquant avec l'atmosphère par des chambres de détente prolongées par des fentes telles
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que décrites au brevet belge N 408 584 du 22 mars 1935 au nom de la demanderesse.
Avec la disposition telle que ci@dessus indiquée, les gaz qui n'auraient pû s'éohapper des chambres de gira- tion sont renvoyés dans la chambre d'échappement proprement dite par des sorties dirigées dans le sens de rotation de l@ masse gazeuse.
On voit donc que la coopération des éléments constitutifs de l'échappement agencé conformément à l'in- vention permet d'assurer l'évacuation totale des cylindres de moteurs à deux temps dans lesquels l'évacuation laisse en général à désirer, du fait même de leur cycle, tout au moins lorsqu'aucun balayage n'est prévu, et en utilisant en combinaison les propriétés de différents éléments, no- tamment d'éléments ayant fait l'objet de brevets anté- rieurs de la Société demanderesse, afin d'aster l'éva- ouation totale du gaz de combustion et le maintien d'une certaine dépression qui aide à la fois à cette évacuation et eu transfert desgaz d'échappement dans le silencieux
Proprement dit, et de celui-ci dans l'atmosphère.
Afin de mieux faire oomprendre l'invention, on va en décrire ci-après en détail un mode de réalisation pris à titre d'exemple aucunement limitatif, et représen- té aux dessins annexés dans lesquels: les fig, 1, 2 et 3 représentent trois positions différentes du piston, CI. 'un moteur à deux temps à cieux tubulures d'échappement superposées; la fig. 4 est une vue d'ensemble et en perspec tive d'un silencieux confère . l'invention mont! sur le cylindre d'un moteur . deux temps à refroidissement par air;
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la fig. 5 est une coupe axiale du silencieux suivant l'axe II-II de la fige 1;
la fige 6 est une coupe transversale suivant l' axe VI-VI de la fig. 5; la fig. 7 est une coupe transversale suivant l' axe VVI-VII de la fig. 5 et la fig. 8 est une coupe verticale suivant l'axe VIII-VIII de la fig. 7.
Si maintenant on se reporte aux fig. 1, 2 et 3 on voit què le piston A qui se déplaoe dans le cylindre B d'un moteur à deux temps dont les autres éléments n'ont d'ailleurs pas été figurés, découvre pendant sa course descendante la lumière qui fait communiquer la chambre d' explosion avec la tubulure d'éohappement 1, puis en con- tinuant son mouvement descendant la tubulure 2 parallèle à la tubulure 1 est découverte à son tour ; lepiston ar- rive ensuite au point mort bas (voir fig. 2) et commence remonter; au cours de son mouvement ascendant il obtu- re tout d'abord la tubulure 2, puis un instant après la tubulure 1, l'évacuation des gaz était terminée à ce mo- ment.
Conformément au mode de réalisation qui va être décrit maintenant et qui n'et d'ailleurs pris qu'à titre d'exemple purement indicatif, un cylindre B (voir fig. 4) dont les autres organes ne seront padécrits en détail domme n'étant pas nécessaires à la compréhension du fono- tionnement du système d'échappement conforme à l'inven- tion, présente, sur une de ces faces latérales, deux o- rifioes d'échappement superposés sur lesquels vient se placer une tubulure d'échappement C, laquelle contient
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deux tubes de section rectangulaire allongée accouplés par un de leurs grands cotes. Comme l'indique la fig.
4, ces tubes, après un parcours reotiligne facultatif, sent enroulés en hélicee sur un noyau central D et débouchent dans une chambre de détente E d'où les gaz sont conduits dans le silencieux proprement dit F, communiquant avec l' atmosphère. Le silencieux est relié au moteur par un sup- port G fixé d'une part sur un collier H entourant la ch@@- bre E, et d'autre part en un point approprié du cylindre, ce montage n'étant bien entendu donné qu'à titre d'exem- ple.
La coupe verticale de la fig. 5 montre le tube central ou noyau D autour duquel s'enrowlent les deux tuè bes d'échappement 1 et 2, la première chambre E et la deu- xième chambre F, cette dernière n'étant f igurée que par- t iellement.
Ce dispositif est agencé de la manière suivante: Le noyau central tubulaire D, dont l'extrémité supérieure (extrémité de droite dans la fig. 4) reçoit les deux tubes plats 1 et 2 enroulés, se termine par une bride 13 et re- çoit une garniture d'étanchéité 14 dans laquelle est mon- té un manohon tubulaire 15. L'extrémité filetée de ce man- chon porte un écrou 16 qui soutient un plateau 17 appli- quant un cylindre 18 sur le fond 19 de la chambre E.
Une manchette d'étanchéité 20 est interposée entre le manchon 18 et le rebord de la bride 13 afin de garantir l'étan- ohéité, notamment du tube extérieur D' dont l'extrémité supérieure forme cloison entre les tubes plats enroulés 1 et 2, tandis que l'extrémité inférieure est percé@ d' orifices d'échappement 3 bordés par les déflecteurs 12-12',
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et l'extrémité inférieure par des orifices 3" dont la fonotion sera détaillée plus loin. L'extrémité inférieu- re de la spirale formée par le tube extérieur 2 prend appui sur un capuchon 21 qui forme le plafond du compar- timent E et qui est maintenu à la distanoe voulue du pla- fond 22 du compartiment F par le manchon 23 de hauteur appropriée.
La fig. 6 montre par ailleurs que les orifices d'échappement ménagés à peu près à mi-hauteur du tube extérieur D' forment des chicanes en spirale qui diri- gent la veine gazeuse descendant par la tubulure 1 vers l"extérieur, en lui communiquant le mouvement giratoire dont il sera question plus loin.
Les gaz s'échappant du cylindre B lorsque le piston A occupe la position de la fig. 1 pénètrent dans la tubulure 1 qui leur communique un mouvement giratoire et descendent dans cette tubulure jusqu'au niveau de la sortie 3 où leur mouvement giratoire leur permet de s'é- chapper entre les lames spiraloïdes décalées 3' dans le sens des flèches (voir fig. 6), en pénétrant ainsi dans la chambre E.
La partie des gaz qui n'aurait pas trouvé son chemin par la sortie 3-3' peut s'échapper à l'extré. mité inférieure du tube 1 à, taavers les orifices 3". La chambre E se remplit donc à ce moment d'un volume de gaz en forme d'anneau animé d'un mouvement rotatoire, la masse gazeuse étant tout d'abord confinée dan@la partie supérieure dd la ohambre E au niveau de la sortie 3-3' et descendant progressivement eu fur et à mesure que les gaz provenant de la tubulure 1 continuent à s'échapper en 3.
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Cet anneau gazeux animé d'une grande vitesse circonférentielle vient alors frapper la paroi interne du corps d'échappement circulaire 5 (voir fig. 7) qui se compose, comme l'indique la fig. 8, de plusieurs an- neaux superposés présentant sur leur périphérie interne (face a) des orifices dirigés tangentiellement dans le sens de rotation de la masse gazeuse et désignés par 6, tandis que la bague inférieure comporte des orifices 7 dirigés en sens inverse. Ces orifices communiquent les uns et les autres avec l'espace cylindrique 8 depuis le- quel des passages 9 débuchent dansls chambre circulaire externe 10.
Cette chambre communique par des fentes 11 avec l'atmosphère, la face externe des bagues présentant à l'aplomb des fentes 11 un bord de fuite tel que celui faisant l'objet du brevet belge N 408 584 du 22 mars 1955, et assurant, Par l'effet de dépression décrit dans ledit brevet, l'évacuation totale des chambres 10 et 8. Pendant se rotation, l'anneau gazeux contenu dans la chambre E s' échappe progressivement à travers les orifices 6, arrive tangentiellement dans les chambres 8 dans lesquelles les volumes élémentaires amorcent un mouvement giratoire ra- pide, descendent dans ces chambres cylindriques pour s'é- chonpper finalement dans lea passages 9 dans l'anneau 10, et de oelui-oi à travers les fentes 11 dans l'amosphére.
Pendant ce temps le piston A a continué à des- cendre et a découvert l'orifice de la tubulure 2 (voir fig. 2). La masse gazeuse provenant de cette tubulure dé- bouohe dans la chambre E, vient frapper le déflecteur circulaire 1 et exerce son action sur l'anneau gazeux remplissant la chambre E à hauteur des passages 3-3',
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en provoquant ainsi le mouvement descendant de cet anneau tel que spécifié .plus haut. La dépression créée par l'é- ohappement du premier volume gazeux orée par a illeurs une dépression correspondante dans la tubulure 2 qui aide à l'évacuation des gaz de combustion restant dans le oylin- dre B.
Lorsque le pist on commence à remonter après avoir dépassé son point @@ mort bas (voir fig. 3) la tubulure 2 est obturée en premier lieu, seule la tubulure 1 reste ouverte, et la dépression créée à ce moment par l'évacua- tion du volume de gaz qui vient de s'échapper par la tubu- lure 2 entretient dans cette tubulure 1 une dépression supplémentaire qui assure l'évaouation des restes de gaz ayant pû subsister dans la chambre d'explosion.
On voit donc que l'échappement s'effectue en premier lieu suivant un anneau gazeux animé d'un mouve- ment giratoire rapide, cet anneau descendant progrssi- vement pour se répartir dans les chambres de giration et d'échappement individuelles, le mouvement étant entrete- nu par le volume gazeux débitépar la deuxième tubulure et tendant à faire descendre l'anneau gazeux dans la chambre E;
les restes de gaz du premier échappement sent évacués à travers les orifices 3" et réincorporés à l' anneau, tandis que l'évacuation de ce dernier se fait en deux stades, les parties n'ayant pû être évacuées pen- dant la première période étant réincorporées à l'aaneau du fait qu'elles s'échappent des chambres 8 par les passages 7 dirigés en sens Inverse des passages 6.
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Il va de soi que dans ce qui précède les termes "montée" et "descente", notamment en ce qui concerne leur application aux volumes gazeux annulaires, doivent être pris dans leur sens le plus large et n'ont été utilisés que pour faciliter la compréhension des phénomènes qui se passent dans les chambres E et F telles que représen- tées à la fig. 5 ; l'axe général du système, c'est-à-dire l'axe du tube D, peut être orienté de toute manière gé- néralement quelconque, et suivant la position de cet axe les termes "montée" et "descente" doivent être évidemment remplacés par un autre correspondant au mouvement effectif des gaz par rapport à la verticale.
Enfin, il est également évident que la disposi- tion des éléments tels que figurés n'est donnée qu'à titre d'exemple et que ni le nombre d'éléments, ni le nombre de chambres de giration, ni le nombre d'anneaux superposés, ni encore le nombre et la disposition des fentes d'échap- pement ne doivent être considérés comme constituant une limitation au principe général, lequel consiste à assurer les détentes alternatives et successives d'un courant ga- zeux, une transformation en un anneau gazeux rotatif et la décomposition de cet anneau en un certain nombre d'é- léments également animés d'un mouvement giratoire et s'é- chappant suivant le principe de la déviation de la veine fluide trouvé et mis en pratique par la Société demande- resse.