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Moteur à gaz à deux cylindres à double effet montés en tandem
Dans les gros moteurs à gaz à double effet connus, comportant deux cylindres en tandem sur le même axe, on as- semble entre eux le bâti sur lequel est fixé le premier cy- lindre, les deux cylindres, la pièce intercalaire reliant entre eux les cylindres, et le guide arrière, au moyen de prisonniers qui le plus souvent sont vissés dans les faces des cylindres. En raison des efforts intenses qui doivent être transmis par ces assemblages, il faut donner une très grande épaisseur aux brides d'assemblage et à leurs raccor- dements et employer en conséquence un grand nombre de pri- sonniers de forte section pour assurer l'assemblage.
Pour
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soustraire les cylindres aux efforts de traction intenses, on les soulageait souvent à l'aide de tirants longitudinaux allant d'une extrémité à l'autre de chaque cylindre et rem- plaçant les prisonniers précités. Ceci présente toutefois l'inconvénient que les chemises de refroidissement des cy- lindres deviennent difficilement accessibles et que, lorsque ces tirants longitudinaux cassent, il est nécessaire de dé- monter le cylindre pour remplacer le tirant. En outre, cette disposition ne met pas à l'abri de tout risque d'avarie les brides d'assemblage et leurs raccordements. D'autres incon- vénients de cette construction résident dans la. grande con- sommation de métal et dans le coût élevé de l'usinage, ainsi que dans les difficultés de montage et de démontage d'un tel moteur.
On obvie à tous ces inconvénients grâce à la cons- truction conforme à l'invention. Celle-ci consiste, en premier lieu, à faire abstraction des brides et prisonniers et des tirants de cylindre précités et à retenir ensemble le moteur entier, du bâti avant au guide arrière, par des tirants lon- gitudinaux travaillant à la traction qui empêchent tout tra- vail à la traction dans les pièces serrées' entre les tirants.
Ces pièces ne travaillent qu'à la compression. On peut em- ployer un grand nombre de pareils tirants, mais il peut aussi n'être prévu que deux tirants respectivement à droite et à gauche du moteur.
Ces tirants longitudinaux peuvent être fixés de diverses manières; par exemple, les deux extrémités des ti- rants peuvent porter des écrous robustes qui prennent appui contre des oreilles venues de fonte avec le bâti du moteur et qu'on serre à bloc, ou bien on peut employer tout autre mode d'attache connu pour ces tirants. On peut aussi confor- mer ces tirants de manière qu'au lieu d'attaquer une bride du bâti avant, ils embrassent la totalité du bâti de moteur, -
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de façon que celui-ci soit .lui aussi soustrait sur toute sa longueur aux efforts de traction.
Pour le démontage d'un cylindre il suffit, avec cette disposition, de desserrer les écrous des tirants, qui sont aisément accessibles à la différence des nombreux pri- sonniers de la construction employéejusqu'ici, dont le desserrage implique des conditions de travail laborieuses.
En outre on réalise un gain de poids et on assure un usinage notablement plus simple.
Comme les cylindres et les éléments adjacents s'échauffent en service et s'allongent de ce fait, les ti- rants subiraient un travail supplémentaire. Suivant l'invention, on évite ou on diminue ce travail supplémentaire en envoyant dans une âme longitudinale creuse de ces tirants l'eau sor- tant des chemises de refroidissement ou en entourant les tirants d'enveloppes de tôle et en faisant circuler entre ces enveloppes et les tirants l'eau de refroidissement chaude évacuée des chemises.
Au cas où il n'y a que deux tirants, afin que le travail de ces tirants soit le même de part et d'autre du moteur et qu'aucun changement ne puisse s'y produire par suite d'un échauffement unilatéral, on peut prendre des disposi- tions pour que ni le moteur, ni les tirants ne soient chàuf- fés unilatéralement par la conduite d'échappement et par l'air chaud s'élevant de cette conduite. On atteint ce but en posant la conduite d'échappement de manière qu'elle se trouve verticalement en-dessous du moteur.
La nouvelle construction présente encore l'avantage qu'on peut omettre la pièce médi'ane intercalée jusqu'ici entre les cylindres, dont la longueur était presque égale à celle d'un cylindre et qui devait transmettre les efforts longitu- dinaux d'un cylindre à l'autre. On peut faire porter les deux cylindres directement l'un contre l'autre de manière qu'ils
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ne soient séparés que par un fond de cylindre commun pincé entre les deux faces de cylindres. On ne pince avantageuse- ment entre les faces des cylindres que la bride de ce fond de cylindre, étant donné que la longueur d' encombrement s'en trouve réduite au minimum.
Le presse-étoupe unique situé dans ce fond de cylindre est avantageusement logé de manière que le corps du fond de cylindre soit divisé en deux moitiés égales suivant un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du moteur, de sorte que chaque moitié du presse- étoupe est logée dans une de ces deux moitiés de couvercle.
Pour tenir compte du fait que ce presee-étoupe est moins aisément accessible que les autres presse-étoupes, qui sont montés aux extrémités libres des cylindres, on assure sui- vant l'invention un refroidissement particulièrement complet à ce presse-étoupe médian, en entourant les logements de presse-étoupe du fond par une chemise de refroidissement spéciale délimitée par une cloison et séparée du restant de la chemise de refroidissement, et en faisant en sorte que le fluide de refroidissement entre d'abord dans cette chemise de refroidissement spéciale.
L'invention vise en outre à munir ce presse-étoupe médian d'un dispositif pour la mesure des températures afin qu'il soit possible de reconnaître immédiatement s'il s'est produit un échauffement excessif dû à un défaut d'étanchéi- té, à un défaut de graissage ou à une cause analogue. Avec les moteurs plus anciens, il était possible de déceler des dérèglements en tâtant la tige de piston et des éléments analogues, mais cette possibilité est exclue ici en raison de l'inaccessibilité du presse-étoupe. Le dispositif pour la mesure des températures peut être connecté à un signal d'a-, larme.
La nouvelle construction du fond de cylindre médian
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s'avère particulièrement avantageuse quand on intercale entre les moitiés du fond de cylindre un disque annulaire dans lequel,,on,loge les conduits d'arrivée et de départ d'huile du presse-étoupe, le dispositifpour la mesure des températures, le conduit d'évacuation pour la vapeur d'huile et l'excédent d'huile, etc. Il convient de percer le disque annulaire d'une lumière continue menant de l'extérieur à la tige de piston, à travers laquelle on peut surveiller l'étanchéité du presse- étoupe et l'état de la tige de piston.
Lorsqu'on emploie une tige de piston creuse faite d'une pièce, commune aux deux cylindres, c'est-à-dire por- tant les deux pistons, on donne à la ,partie de la tige, com- prise entre les pistons, un plus grand diamètre extérieur et un plus grand creux intérieur qu'aux extrémités de la tige de piston, afin d'assurer un meilleur refroidissement.
Les dessins annexés représentent plusieurs exem- ples d'exécution de l'invention.
Sur la Fig. 1, qui est une vue de côté d'un gros moteur à gaz dont la Fig. 2 est une vue de derrière, 1 dé- signe le bâti avant du moteur, qui contient les paliers pour l'arbre coudé, etc. 2 est le cylindre avant, 3 est la pièce intercalaire, 4 est le cylindre arrière et 5 est le guide arrière. Tous les éléments précités 1 à 5 sont retenus en- semble par deux tirants longitudinaux 6 et 7 disposés à côté du moteur, qui attaquent à l'avant une oreille 8 venue de fonte avec le bâti et à l'arrière une oreille 9 analogue venue de fonte avec le guide arrière. Tous boulons d'assem- blage, prisonniers, etc., employés dans d'autres construc- tions, sont omis entre les cylindres et les autres éléments.
L'eau de refroidissement chaude arrivant du mo- . teur est amenée par un tuyau 10 dans une âme des tirants longitudinaux 6 et 7 et s'écoule par une conduite 11. Les
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tirants longitudinaux sont ainsi portés sensiblement à la même température moyenne que celle du moteur et de cette façon, comme déjà mentionné, on évite ou au moins on dimi- nue notablement des tensions supplémentaires dues aux diffé- rences de dilatation du moteur et des tirants.
Les Figs. 3 et 4 montrent un moteur à gaz analo- gue, respectivement en vue de côté et en vue de derrière. Le chauffage des tirants longitudinaux, qui)en l'occurence sont massifs, est assuré en les entourant d'une enveloppe de tôle 14 et en envoyant dans l'intervalle compris entre cette enveloppe et le tirant l'eau de refroidissement venant du moteur. L'arrivée d'eau se fait par le tuyau 15 et le dé- part par le tuyau 16.
La conduite d'échappement de ce moteur est dispo- sée de façon à se trouver verticalement en-dessous de l'axe longitudinal du moteur. A cet effet, les boîtes d'échappe- ment 17, 18,19 et 20 sont reliées entre elles par(,des tuyaux 21, 22 et 23, et les gaz d'échappement peuvent gagner par ces tuyaux la conduite 24 d'où ils se rendent à l'air libre. Cette position de la conduite d'échappement assure que le moteur soit chauffé de manière absolument uniforme de part et d'autre par le rayonnement et le courant d'air as- cendant, émanant de la conduite d'échappement, si bien que les tensions dans les deux tirants sont égales.
La Fig. 5 montre la disposition du fond de cylin- dre entre les cylindres avant et arrière pour un moteur ne comportant pas de pièce intercalaire entre ces cylindres.
Le fond-de cylindre est constitué, conformément à l'invention, p ar une moitiéavant 25 et une moitiéarrière 26 qui, sur leurs faces adjacentes, comportent respectivement des brides 27 et 28. Ces brides sont pincées entre les faces 29 et 30 des deux cylindres.,. les cylindres étant reliés entre eux de la manière précitée par des tirants longitudinaux. Le presse-
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étoupe 31 est logé partie dans une., partie dans l'autre moitié du fond et est fermement retenu par des rebords 32 et 33.
Pour surveiller la température du presse-étoupe, il est-prévu un thermomètre 34 qui traverse un trou 35 me- nant au presse-étoupe.
La Fig. 6 montre une légère variante de construc- tion du fond de cylindre médian. Entre les deux moitiés 34 et 35 du fond est intercalé un 'disque annulaire 36 qui con- tient les conduits 37 et 38 nécessaires pour amener l'huile de refroidissement. Ce disque annulaire mène à la surface de la tige de piston 39, de sorte que celle-ci peut par exemple être directement alimentée d'huile. Le presse-étoupe est divisé en deux moitiés 40 et 41 par le bord intérieur du disque annulaire 36.
Comme déjà mentionné. ci-dessus, il faut refroidir particulièrement bien le presse-étoupe du fond de cylindre intercalé entre les deux cylindres. Dans la forme d'exécu- tion de fond de cylindre, représentée sur la Fig. 7, ce but est atteint en formant autour du logement de presse-étoupe 42 une chemise de refroidissement spéciale'3 délimitée ,par une cloison 44. A cette chemise 43 on envoie d'abord par un conduit spécial 45 l'eau de refroidissement fraîche et celle- ci ne se rend qu'ensuite - voir la flèche 46 - à la chemise de refroidissement proprement dite 47 du fond pour passer de là, par le conduit 48, au tuyau d'évacuation.
La Fig. 8 est une vue de face du disque annulaire 49. Le disque comprend en l'occurence une couronne 50, un moyeu intérieur 51 et des rayons de liaison 52. La couronne et le moyeu sont percés de lumières 53 et 54 qui permettent de surveiller de l'extérieur la tige de piston 55 et de con- trôler directement l'étanchéité du presse-étoupe.
Grâce à la faculté, offerte par la nouvelle forme --
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d'exécution du moteur, de séparer rapidement les uns des autres les divers éléments (cylindres, etc. ) en dévissant simplement les écrous des tirants longitudinaux, on obtient des avantages spéciaux pour le démontage des éléments dis- tincts lors de travaux de réparation. Après avoir deseerré les assemblages tubulaires adaptés sur les cylindres, on peut simplement reculer les cylindres dans le sens axial et rendre ainsi accessibles tous les éléments.
Pour faciliter ce déplacement des cylindres et éléments analogues, on amé- nage conformément à l'invention des chemins de glissement ou de roulement portant sur toute la longueur du moteur et re- liés à la fondation, qui sont désignés par 56 et 57 sur la Fig. 9 (vue de côté) et sur la Fig. 10 (vue de derrière). Les cylindres reposent sur ces chemins de glissement de manière connue en soi, par l'entremise de pieds 58 et 59, tandisque le guide postérieur repose par l'entremise d'un pied 60.
Entre les pieds et les chemins de glissement peuvent évidem- ment aussi être intercalés des galets ou des organes auxi- liaires analogues facilitant le déplacement.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. - Moteur à gaz à deux cylindres à double effet montés en tanden, caractérisé en ce que le moteur est main- tenu ensemble exclusivement par des tirants longitudinaux travaillant à la traction, qui attaquent le bâti avant et les parties du moteur situées derrière le dernier cylindre et qui sont situés à l'extérieur des cylindres.