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Perfectionnements relatifs aux moteurs à combustion
La présente invention se rapporte aux moteurs à combustion interne à.deux temps, comportant un piston principal et deux pistons contrôlant l'échappement, opposés au piston principal, les trois pistons travaillant dans un cylindre commun et étant en liaison positive avec un arbre-vilebrequin, pour transmettre la puissance à ce dernier.
On connaît les moteurs à combustion Interne à double effet, comportant un piston principal et deux pistons contrôlant l'échappement, de mime diamètre que le piston principal, les trois pistons travaillant dans un cylindre tubulaire commun, dont le ou les orifices de balayage sont placés. au milieu du cylindre ou dans le voisinage de ce
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milieu et sont contrôlés par le piston principal. Les pistons contrôlant l'échappement, qui ferment respectivement les extrémités supérieure et Inférieure du cylindre ont une course plus courte que le piston principal et découvrent, dans la position dans laquelle ils sont le plus éloignés du milieu du cylindre, un ou plusieurs orifices de balayage, ménagés près des extrémités, du cylindre.
Dans ces moteurs connus, la puissance est transmise par le piston principal à un maneton, de la manière habituelle, tandis que l'on a proposé de transmettre la puissance par les pistons contrôlant l'échappement, à l'arbre-. vile- brequin, par l'intermédiaire d'un arbre auxiliaire ou de renvoi, monté sur le côté du moteur et accouplé à l'arbrevilebrequin par l'intermédiaire d'une transmission appropriée, par exemple une transmission par chaîne.
La pratique a cependant démontré qu'il était impossible de transmettre la puissance très considérable des pistons contrôlant l'échappement au vilebrequin, de la manière décrite, parce que ces pistons sont soumis à une force aussi considérable que celle agissant sur le piston principal et il a donc été impossible de resserrer ce mécanisme en conservant une résistance et une sécurité suffisantes.
Les pistons contrôlant 1'échappement ont donc été construits avec un diamètre sensiblement plus petit et une course plus réduite que le piston principal et en les faisant travailler dans des cylindres séparés, dont l'axe coïncide avec celui du cylindre principal, ces cylindres séparés étant disposés dans les couvercles fermant les extrémités du cylindre principal, à l'exeeption des. ouvertures par lesquelles les cylindres séparés débouchent dans le cylindre principal.
Des moteurs du type mentionné en dernier lieu ont
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également été construits de telle sorte que la puissance des plus petits pistons contrôlant l'échappement, est transmise au vilebrequin, par l'intermédiaire de traverses et bielles verticales agissant sur deux excentriques, disposés de chaque côté du maneton auquel le grand piston principal est accouplé.
On connaît également des moteurs dans lesquels des pistons opposés, de même diamètre, travaillent dans un cylindre commun, la puissance du piston inférieur étant transmise de la manière habituelle à un maneton et la puissance du piston supérieur qui a une course égale ou sensiblement égale à celle du piston Inférieur étant transmise au vilebrequin par l'intermédiaire d'une crosse et de bielles verticales agissant sur deux manetons disposés de part et d'autre de celui du piston principal.
1/objet de la présente invention est de permettre de construire un moteur à combustion interne, à allumage par compression, à double effet et à deux temps, fixe ou de marine, dans lequel il est possible d'employer des pistons opposés de même diamètre, sans augmenter de manière désavantageuse la longueur du moteur.
La présente invention permet de construire de grands moteurs Diesel, du type marine ou fixe, dont la longueur par unité de cylindre est seulement très faible- ment supérieure à celle des grands moteurs Diesel ayant des soupapes d'échappement ou des pistons contrôlant l'échappement du diamètre plus petit que celui du piston principal et le nouveau moteur possède, en outre, les avantages qu'assure l'utilisation de pistons opposés, de dia mètres égaux, ces avantages consistant principalement en ce que le bloc moteur n'est pas soumis aux efforts verti-
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eaux engendrés par la pression de combustion.
Le résultat principal de l'invention est donc qu'il devient pratiquement possible d'obtenir, dans les grands moteurs Diesel à double effet et à deux temps, les avantages de 1 ,utilisation de pistons opposés de diamètres égaux .
Conformément à l'invention, un moteur à combustion interne, à allumage par compression, à double effet et à deux temps, du type fixe ou de marine, comporte en combinaison un piston principal et deux pistons opposés contrôlant l'échappement et ayant le même diamètre que le piston principal, mais une course sensiblement plus courte que celui-ci, un cylindre commun pour les trois pistons , et un vilebrequin avec un maneton pour le piston principal et, de chaque côté'de celui-ci, un excentrique pour transmettre au vilebrequin la puissance des pistons contrôlant l'échappement.
Ainsi qu'il a été expliqué dans la description du moteur à double effet connu, dont les pistons contrôlant l'échappement ont un diamètre plus petit et une course plus courte que le piston principal, il est connu de transmettre les forces relativement réduites (comparées aux forces agissant sur le piston principal) de ces pistons contrôlant l'échappement, à des excentriques disposés de chaque côté du maneton accouplé au piston principal.
Bien du'un excentrique soit normalement utilisé', seulement comme organe de commande, pour transmettre la puissance ou plutôt pour communiquer le mouvement d'un arbre à une partie soumise à un mouvement alternatif, on s'est rendu compte ainsi que l'on peut utiliser les excentriques dans un but contraire, c'est-à-dire comme dispositif de transmission pour transmettre à un vilebrequin des petites puissances provenant
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des petits pistons contrôlant l'échappement et ayant des courses réduites.
On a jusqu'ici considéré comme impraticable de faire usage d'excentriques pour transmettre une puissance aussi considérable que celle produite dans les moteurs objet de la présent invention, et l'invention est basée sur la remarque que, contrairement ce qui était admis, on a constaté qu'il était possible en pratique d'utiliser des excentriques pour transmettre, dans ces moteurs relativement puissants, tels que ceux particulièrement envisagés ici (c'est-à-dire des moteurs dont le diamètre du cylindre principal est d'environ 350 m/m et même davantage, en général est compris entre 550 m/m et 700 m/m ) la puissance de pistons contrôlant l'échappement, ayant le même diamètre que le piston principal et une course convenablement plus réduite que ce dernier.
Les inventeurs ont constaté dans leurs travaux de mise au point de l'invention, qu'en augmentant la largeur des excentriques en fonction des forces qu'ils ont à transmettre, on peut réduire la pression spécifiq-ue sur les excentriques au-dessous de la limite supérieure admissible, de telle sorte que l'invention permet de construire le moteur avec des pistons de même diamètre, travaillant dans un cylindre commun, le piston principal agissant sur un maneton et les pistons contrôlant l'échappement agissant sur des excentriques disposés de part et d'autre du maneton.
Dans cette construction, les paliers principaux ne sont pas soumis aux forces engendrées par les pressions de combustion et par conséquent la largeur de ces paliers peut être réduite comparativement aux autres moteurs ayant la même puissance, de manière à laisser de la place aux excentriques plus larges, sans augmenter sensiblement la lon-
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guenr du moteur.
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Les couvercles en acier utilisés à ce jour avec leurs liaisons par brides aux extrémités du cylindre principal deviennent inutiles ou bien sont remplacés par un corps annulaire de construction bien plus simple et soumis à des efforts bien plus réduits, de sorte qu'il n'y a en pratique pas de risques de détériorations, On élimine aussi les lourds tirants et les enveloppes d'acier des cylindres, qui étalent jusqu'ici nécessaires pour transmettre les forces dues aux pressions de combustion et pour maintenir en place les organes du moteur.
La disposition des orifices d'échappement dans une partie de cylindre de plus grand diamètre permet d'augmenter la surface de l'orifice, de manière'! réduire la Quantité d'énergie consommée pour l'introduction de l'air de balayage et d'augmenter la longueur utile de la course, en réduisant la hauteur des orifices.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exmple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de celle-ci.
Sur la figure, la référence 1 désigne le piston principal du moteur à double effet, ce pistbn étant accouplé à un maneton 5 de l'arbre-vilebrequin 6, par l'intermédiaire d'une tige de piston 2, de la crosse 3 et de la bielle 4. Le vilebrequin 6 est monté dans les paliers principaux 7 sur le bâti du moteur (non représenté).
Le piston 1 opère un mouvement alternatif dans un long cylindre tubulaire, composé de deux tronçons de cylindre 8 et 8', entre lesquels est insérée une partie de cylindre annulaire 9, plus courte, dans laquelle sont mé-
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nagés les orifices 10 pour l'air de balayage, de telle sorte que l'admission de l'air de balayage dans les e@- trémités supérieure et inférieure du cylindre est con- trôlée par le piston principal lorsque ce dernier descend au-dessous ou s'élève au-dessus des orifices.
La sortie des gaz d'échappement par chacune des extrémités du cylindre se fait respectivement par les orifices d'échappement 20 et 20', près des extrémités extérieures des tronçons de cylindre 8 et 8'et la sortie est contrôlée par les pistons 11 et 19 ayant respectivement le même diamètre que le piston principal. Les pistons con- trôlant l'échappement sont fixés à une traverse supérieure 12 et à une traverse inférieure 14 qui sont ancrées entre elles par des tiges verticales 13, de sorte que les pistons contrôlant 1'échappement se déplacent comme s'ils formaient un assemblage accouplé approximativement en sens inverse du piston principal, mais avec une course sensiblement plus courte que ce dernier.
Les pistons contrôlant l'échappement sont accouplés au vilebrequin par l'intermédiaire de deux bielles verticales 15, en liaison au moyen des axes 16 avec des colliers d'excentriques 17, dont chacun entoure l'un des excentriques 18, montés sur le vilebrequin, de chaque côté du maneton 5.
Il n'est pas nécessaire d'expliquer plus en détail le fonctionnement du moteur, car il ne diffère pas sensiblement de celui des moteurs connus à ce jour, mais pour faciliter la compréhension de la figure, le parcours de l'air de balayage à travers la partie inférieure du cylindre, avec les pistons dans les positions représentées est indiquée'schématiquement par des flèches.