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Procédé de transmission du mouvement d'un piston à un arbre moteur et dispositif pour sa mise en oeuvre.
Les dispositifs usuels de transmission du mouvement d'un piston à un arbre moteur présentent d'une manièregénérale l'inconvénient, qu'en particulier en fin de course de compression, c'est à dire au point mort supérieur de la manivelle, les conditions pour la transmission du mouvement à l'arbre moteur sont très déf avorables.
La présente invention a pour objet un procédé de transmission du mouvement d'un piston à courses inégales à l'arbre moteur, dans un moteur à quatre temps et qui permet d'éviter les inconvénients précités. Suivant ce procédé on relie mécaniquement l'arbre à manivelle moteur à un
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arbre à manivelle auxiliaire, de façon que le mouvement de rotation de l'un commande desmodromiquement le mouvement de l'autre à une vitesse différente et on transmet le mouvement du piston à l'arbre moteur par l'intermédiaire d'un organe articulé d'une part -sur la manivelle de l'un des arbres et d'autre part à un organe de liaison avec la manivelle de l'autre, de manière à produire au point mort haut de compression, sur celle des manivelles se trouvant alors à un point mort, un couple destiné à faciliter le passage de ce point.
Le mécanisme pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte entre l'arbre à manivelle moteur et le piston, un arbre à manivelle auxiliaire relié mécaniquement au premier de manière que la rotation de l'un entraîne desmodromiquement celle de l'autre à une vitesse différente, le piston étant relié à l'arbre moteur par un organe articulé à la manivelle de l'un des deux arbres 3t relié à la manivelle de l'autre, en vue le produire au point mort haut de compression, sur celle des manivelles se trouvant à un point mort, un couple destiné à faciliter le passage de ce point.
Le rapport de vitesse des deux arbres à, manivelle peut être par exemple de 1 à 2 et leur entraînement réciproque desmodromique peut être réalisé au moyen de roues dentées calées sur chacun d'eux. Ces roues peuvent être à denture
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1:àlàicoïùalc, ce qui )'!l"'1'3t l.J:..,î' le déplacement axial de l'une d'elles sur son arbre de provoquer un mouvement angulaire des deux arbres etde modifier ainsi le taux de compression du .moteur.
L'organe actionné par le piston à l'une de ses extrémités peut être articulé d'une,part en un point situé entre ses
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deux extrémités, sur la manivelle de l'arbre tournant le moins vite, et d'autre part par son autre extrémité à une bielle de liaison avec l'arbre à manivelle tournant le plus vite, ou bien il peut être aussi articulé d'une part par son autre extrémité sur la manivelle de l'arbre tournant le moins vite, et d'autre part en un point situé entre ses deux extrémités sur une bielle de liaison avec l'arbre à manivelle tournant le plus vite.
Cet organe actionné par le piston à l'une de ses extrémitéspeut être articulé aussi d'une part en un point situé entre ses deux extrémités sur la manivelle de l'arbre tournant le plus vite, et d'autre part par son autre extrémité sur la bielle de liaison avec l'arbre de l'organe tournant le moins vite.
La force motrice peut être transmise à l'arbre à manivelle moteur par un levier oscillant pivotant entre ses deux extré- mités sur une manivelle de cet arbre et dont une extrémité est articulée à la bielle du piston, l'autre extrémité étant animée d'un mouvement de va et vient d'amplitude plus grande que le diamètre du cercle décrit par le point de pivotement du levier, à raison de deux oscillations complètes pour chaque révolution de l'arbre moteur.
Le dessin annexé représente à titre d'exemples, schématiquement quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre undiagramme de fonctionnement d'un moteur conforme à l'invention ;
Les fig. 2 à 5 montrent les quatre positions des organes d'une première forme d'exécution, correspondant aux positions de compression, de détente de balayage et d'aspiration;
La fig. 6 en est une vue de détail à plus grande échelle.
Les fig. 7 et 8 montrent les schémas de deux autres for-
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mes d'exécution.
En référence aux fig. 2 à 5, le moteur comporte un cylindre 10 avec des soupapes d'admission 11 et d'échappement 12 ainsi qu'un piston 13.
L'arbre à. manivelle moteur 14 est actionné par le piston 13 par l'intermédiaire d'une bielle 15 articulée à une extrémité d'un levier oscillant 16 pivotant en 17 sur une manivelle de l'arbre 14 et dont l'autre extrémité est articu-' lée à une bielle 18 commandée par une manivelle 19 d'un arbre auxiliaire 20.
L'arbre auxiliaire 20 et l'arbre 14 sont reliés mécaniquement entre-eux de telle manière, par exemple, au moyen d'engrenages comme représentés à la fig. 6 du dessin, que l'arbre 20 tourne deux fois plus vite, que l'arbre 14.
En partant de la position des organes, représentée à la fi. 2 correspondant à la position de compression et d'allumage, les soupapes 11 et 12 étant fermées, on voit que l'arbre 14 tournant dans le sens de la flèche 21 entraîne par les organes mécaniques qui le relient à l'arbre 20 (voir fig.6), la rotation de ce dernier lui aidant einsi à franchir le point mort dans lequel se trouve sa manivelle, par une poussée tangentielle. Une rotation de l'arbre 14 de 90 provoque une rotation de 1800 de l'arbre auxiliaire 20 dans le sens de la flèche 22. A la fin de ce déplacement le point de pivotement 17 du levier 16 atteint son point le plus bas au moment où au contraire la manivelle 19 se trouve approximativement à son point le plus haut.
Il s'ensuit que le piston effectue à ce moment c'est à dire pendant la course de détente, son déplacement le plus grand vers le bas. (fig.3).
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A ce moment la soupape d'échappement 12 est ouverte et au coura d'une rotation de l'arbre 14 légèrement supérieure à 90 amenant le point de pivotement 17 du levier 16 à la position représentée à la fig. 4, la manivelle 19 atteint approximativement son point le plus bas et déplace le piston 13 jusqu'au fond du cylindre, provoquant une expulsion totale des gaz de combustion.
En même temps que la soupape 12 se ferme, la soupape d'admission 11 s'ouvre et la course d'aspiration a lieu au cours d'un déplacement angulaire un peu inférieur à 900 de l'arbre 14, à la fin duquel le point de pivotement 17 du levier 16 atteint son point le plus haut (fig. 5) sensiblement en même temps que la manivelle 19 de l'arbre auxiliaire 20.
La compression qui a lieu au cours d'un déplacement de 90 de l'arbre 14 ramène les organes à la position représentée à la fig.2.
La fig. 1 montre les mouvements du piston,,décrits cidessus pour un tour de révolution complète de l'arbre 14 et deux tours de l'arbre auxiliaire 20.
En partant de la position IV de balayage correspondant à la fig. 4, on voit que l'aspiration s'effectue au cours d'une rotation d'environ 70 de l'arbre 14 jusqu'à la position V correspondant à la fig. 5. La compression s'effecfue sur 90 et le piston atteint la position II correspondant à la fig. 2. Il en est de même pour la détente jusqu- à la position III correspondant à la fig.3. Le balayage a lieu au cours d'une rotation d'environ 1100 de l'arbre 14 au cours de laquelle le piston revient à la position IV.
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De ce qui précède, il résulte que la distance existant en fin de compression (fig.2) entre le fond du cylindre 10 et le piston 13 dépend de la position relative de la manivelle 17 par rapport à la manivelle 19. En nodifiant les positions relatives de ces deux organes, on peut donc modifier la profondeur de cet espace, c'est à dire la position du -oiston 13 en fin de course de compression.
Ceci peut, par exemple, se faire pratiquement comme représenté à la fig. 6. L'arbre 14 commande le mouvement de l'arbre 20 au moyen d'une roue dentée 23 calée sur lui et engrenant avec une roue dentée 24 solidaire de l'arbre 20.
Si les roues dentées 23 et 24 sont à denture hélicoïdale et que per exemple la roue 23 puisse coulisser axialement sur son arbre 14, on comprendra sans autre qu'un déplacement axial de la roue 23 par rapport à la roue 24 entraînera nécessairement une modification de la position relative de la manivelle 17 par rapport à la manivelle 19 qui passera par exemple de la position indiquée en traits pleins à la position 3 indiquée en lignes brisées. En raison du rapport des bras du levier 16 le déplacement angulaire très petit de l'arbre 14, provoqué par le déplacement axial de la roue dentée 23 occasionne un déplacement important de l'extrémité du levier, articulée à la bielle 15 du piston, qui passe de la position A'à la position B.
Ainsi que cela ressort clairement du dessin, le déplacement relatif des deux manivelles 17 et 19 influençant la course de compression du piston 13 ne modifie pratiquement pas sa position en fin de course de balayage.
On voit donc qu'avec le dispositif décrit on a la possi-. bilité de faire varier en marche et suivant son régime, le
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taux de compression du moteur. Cette variation peut aussi être commandée automatiquement par des moyens appropriés.
On pourrait naturellement tout aussi bien déplacer axiale- ment la roue 24 par rapport à la roue 23 pour obtenir le même résultat.
Comme on le voit ,aux fig.2 et 3 du dessin, la position du levier 16 par rapport à la manivelle 17 est la même en fin de course de compression (fig.2) et en fin de course de détente (fig.3). Il en résulte que pendant la course de détente le le- vier 16 se déplace à la même vitesse angula.ire que la manivelle 17 et que le mouvement de ces deux parties s'effectue comme si elles étaient solidaires l'une de l'autre, de sorte que le bras du levier utilisé pendant cette course pour transmettre la force à l'arbre 14 ne varie qu'insensiblement contrairement à ce qui est le cas dans les moteurs ordinaires.
Il est clair que les rapports des bras du.levier 16 pour- raient être différents de ceux représentés au dessin. Les deux bras pourraient par exemple être égaux. Au lieu d'être com- mandée par une bielle 18 actionnée par la manivelle 19 de l'ar- bre 20 l'extrémité du levier 16 pourrait aussi être animée d'un mouvement de va et vient, par exemple au moyen d'un excentri- que monté sur l'arbre 20.
Dans l'exemple représenté à la fig.7, la bielle 30 agit comme dans le cas précédent sur l'extrémité d'un levier 41 articulé en 32 par son autre extrémité sur une manivelle d'un arbre à manivelle moteur 33 portant une roue dentée 34 en pri- se dans les mêmes conditions que dans le cas de la fi.6 avec une roue dentée 35 entraînant un arbre auxiliaire 36 dont la manivelle 37 porte une bielle 38 articulée en 42 entre les. deux extrémités du bras 41.
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Ici comme dans le cas précédent la position des organes correspond à celle de fin de compression et la poussée de la bielle 30 agissant dans le sens de la flèche 40 provoque par l'intermédiaire du bras 41, de la manivelle 32, de l'arbre 33 et de la roue 34, une poussée tangentielle sur la rcue 35 qui entraîne la manivelle 37 hors de son point mort.
Dans le cas de la fig. 8, la bielle 30 agit sur un levier 43 articulé entre ses deux extrémités en 44 sur une manivelle 45 d'un arbre 46 portant une roue dentée 35 de petit diamètre.
L'extrémité 47 du levier 43 est reliée par une bielle 38 à la manivelle 37 d'un arbre 33 portant la roue dentée 34 de --rand diamètre qui est en prise avec la roue 35.
Comme on le voit le levier 43 reçoit la poussée de la bielle du piston 30 dans le sens de la flèche 40 oscille autour de son articulation 44 et provoque par la bielle 38 l'entrei- nement de la roue 34 qui par l'intermédiaire de la roue 35 déplace immédiatement la manivelle 45 du point mort dans lequel elle se trouve en fin de course de Compression.
Au lieu d'être en prise l'une avec l'autre, les deux roues .Si et 35 pourraient aussi être reliées l'une à l'autre ****** car une chaîne ou par pignons intermédiaires.
L'arbre moteur et l'arbre auxiliaire peuvent tourner dans le même sens ou en sens contraire suivant les moyens par lesquels ils sont reliés ensemble.
Les proportions des leviers et des manivelles varient suivant l'amplitude des déplacements du piston et du rapport de la force qui doit être transmise à l'arbre moteur.