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Perfectionnements aux moteurs à combustion interne à deux temps.
Cette invention est relative aux moteurs à combustion interne à deux temps,à grande vitesse, qui comportent dans la tête du cylindre une ou plusieurs lumières d'échappement et, dans la paroi du cylindre, des lumières de-balayage qui sont découvertes par le piston près de la fin de sa course vers le point mort bas, les passages pour l'air de balayage faisant communiquer ces lumières avec une couronne d'air de balayage alimentée par une pompe volumétrique. Cette pompe-comporte une chambre, qui n'est pas nécessairement un cylindre, dans laquelle l'air est aspiré et d'où- il est expulsé sous pression par le mouvement alternatif ou oscillant positif d'un piston. Une telle pompe est donc différente d'un compresseur rotatif, qui n'est pas=
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employé dans le moteur perfectionné.
Le but de la présente invention est d'empêcher ou d'atténuer la tendance des gaz d'échappement se trouvant dans la chambre de travail du cylindre à refluer dans la couronne de balayage quand le piston commence à découvrir les lumières de balayage, ce qui permet d'employer une ouverture plus tar- dive de la soupape ou lumière d'échappement et d'assurer ainsi une plus grande detente au fluide moteur.
Suivant l'invention, on équipe un moteur du genre sus-indiqué d'une pompe du type volumétrique qui refoule de l'air par un passage de communication dans une couronne d'air de balayage, le piston ou organe analoguede la pompe étant en- traîné positivement à la vitesse du vilebrequin, mais avec un déphasage tel, par rapport au piston moteur, que la pompe com- mence sa course de refoulement au début ou sensiblement au début de la période de balayage, de préférence avec une légère avance sur celle-ci, et finisse cette course après que les lumières de balayage ont été recouvertes par le piston moteur, et à cette pompe est combiné un distributeur a commande mécanique monté dans le passage de communication entre la pompe et la couronne de balayage,
ce distributeur ayant pour effet d'isoler la pompe et de fermer le passage de communication sensiblement à la fin de la course de refoulement de la. pompe de fa.çon qu'une charge d'air portée à une pression sensiblement supérieure a la pression moyenne regnant durant toute la periode de balayage soit empri- sonnée dans la couronne de balayage et dans la partie du passage de communication qui est comprise entre le distributeur et la couronne de balayage.
De cette manière, lorsque le piston moteur commence à découvrir les lumières de balayage, et avant que le distributeur s'ouvre pour permettre un refoulement d'air de la pompe dans le passage de communication, il règne déjà dans ce
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passage et dans la couronne de balayage'une pression d'air suffisante pour empêcher ou atténuer toute tendance des gaz d'échappement à sortir par les lumières de balayage.
Le dis- tributeur qui commande le refoulement d'air de la .pompe au passage de communication est de préférence du type rotatif et, en outre,, il peut être avantageux de construire et de disposer ce distributeur de manière qu'il commande non seulement le début et la fin du refoulement d'air comprimé du cylindre de la pompe dans la couronne de balayage., maisencore l'entrée d'air dans le cylindre de pompe àu début et à la fin de la course d'aspiration du piston contenu dans ce cylindre.
La pompe peut être du type comprenant un cylindre et un piston à mouvement alternatif ou elle peut être du type comprenant une chambre en forme de secteur contenant une pa- lette fonctionnant comme piston et oscillant autour d'un de ses bords. Dans l'un et l'autre cas, comme déjà mentionné, le piston ou organe analogue est entraîné à la vitesse du vile- brequin, par exemple du fait qu'il est relié de manière appro- priée à la bielle du moteur.
Dans les cas où la pompe comprend un cylindre et un piston à mouvement alternatif, le rapport de phases voulu entre la course du piston moteur et.la course de la pompe peut être produit en disposant le cylindre de la pompe de manière qu'il fasse un angle d'environ 90 avec l'axe du cylindre moteur et avec l'axe du vilebrequin.
La pompe volumétrique fonctionne, au sens général du mot, de la manière habituelle, étant donné qu'elle débite une charge d'air comprimé au cylindre du moteur dans lequel l'air entre par les lumières de balayage. Toutefois, on atteint le but de l'invention en établissant le rapport de phases voulu entre le mouvement du piston moteur et l'instant où il découvre les lumières de balayage, et le mouvement du piston ou organe
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analogue de la pompe, en combinaison avec la synchronisation du débit d'air de la pompe, opérée par le distributeur.
C'est- à-dire que de l'air, porté à une pression sensiblement supé- rieure à la pression moyenne de toute la période de balayage, est emprisonné ou enferme dans le passage de communication et dans la couronne de balayage et cet air tend à empêcher un reflux de gaz d'échappement, par les lumières de balayage, dans la couronne de balayage lorsque ces lumières commencent à se decouvrir, quand bien même à ce moment la pompe pourrait, en raison de l'intervention du distributeur, n'avoir pas encore commencé effectivement à refouler de l'air sous pression ou sous une pression suffisante pour arrêter un pareil reflux.
Quand le distributeur de synchronisation établit la communi- cation entre la pompe volumétrique et le passage de communica- tion, les pressions sont telles qu'une circulation bien définie d'air de balayage de la pompe volumétrique au cylindre du mo- teur est assurée.
De préférence, le distributeur synchronisant est construit et disposé de manière à commander non seulement le refoulement d'air de la pompe volumétrique dans le passage de communication, mais encore l'entrée d'air dans la chambre de pompe pendant la course d'aspiration de la pompe, à condition que la pompe volumétrique soit du type à cylindre et piston à mouvement alternatif. Quand la pompe est du type cité ci-dessus comme possédant une palette oscillante fonctionnant comme un piston, l'entrée d'air dans la chambre de pompe peut être com- mandée, comme c'est usuel pour les pompes de ce type, par une ou plusieurs soupapes de retenue de construction appropriée, disposées par exemple dans une des parois de la chambre de la pompe.
Comme on l'a mentionné, le distributeur peut a.van- tageusement être du type rotatif, mais dans certains cas on
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peut employer un distributeur coulissant. Dans tous les cas, le distributeur est actionné de toute manière appropriée par le vilebrequin du moteur. Il peut être prévu des dispositifs pour régler la fonction synchronisante du distributeur, mais d'ordinaire ceci n'est pas nécessaire.
Les dispositions et rapports constructifs du cy- lindre du moteur, de la pompe volumétrique et du distributeur peuvent varier selon les besoins.
Les dessins annexés.représentent à titre d'exemple une construction conforme à la présente invention, qui peut être adoptée en pratique. Ces dessins montrent l'invention appliquée à un moteur fonctionnant avec allumage par compres- sion, bien qu'il soit clair que l'application de l'invention ne soit point limitée aux moteurs de ce type.
Fig. 1 est une coupe verticale du moteur perfec- tionné, montrant le cylindre du moteur, le vilebrequin et le cylindre de la pompe, la coupe étant faite perpendiculairement à l'axe du vilebrequin et suivant l'axe du cylindre de la pompe.
Fig. 2 est une coupe longitudinale du distributeur rotatif, faite suivant la ligne 2-2 de la fig. 3..en regardant dans le sens des flèches.
Fig. 3 est une coupe verticale en bout, montrant la façon dont le distributeur rotatif et certains accessoires sont entrafnés par le vilebrequin.
Le moteur à deux temps ici représenté et décrit présente les caractéristiques suivantes. Dans la tête ou culasse A du cylindre B est ménagée une chambre de combustion C du type "ouvert" dans laquelle, à la fin de la course de com- pression, le piston refoule une charge d'air aussi grande que c'est possible au point de vue constructif. Dans cette chambre de combustion est ménagée une lumière d'échappement, commandée par une soupape à levée D. Comme on le 'voit, la chambre de com-
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bustion est avantageusement disposée centralement et coaxiale- ment au cylindre B et la lumière d'échappement est de même mé- nagée centralement et coaxialement dans ce qui peut être con- sidéré comme étant la paroi intérieure Cl de la chambre de com- bustion.
Les lumières d'admission pour l'air de balayage sont ménagées dans la paroi du cylindre B, celle-ci étant de préfé- rence constituée par une chemise enfilée, comme représenté, dans une enveloppe extérieure B1 refroidie par eau. Toutefois, le cylindre peut aussi être conformé autrement. Les lumières d'admission ont la forme de passages tangentiels E percés dans une partie de préférence renforcée B2 de la paroi de la chemise
B, et ces passages mènent aux sorties des lumières sur la-surface intérieure de la chemise depuis une couronne d'air de balayage
F qui, de préférence, entoure complètement la surface extérieure du cylindre B.
Le passage de communication G par lequel la charge d'air se rend du cylindre H de la pompe volumétrique à la couronne de balayage F est ménagé, comme c'est représenté, dans la paroi ou partie extérieure du carter de vilebrequin J.
Toutefois, ce passage de communication peut être formé séparé- ment et disposé de manière à mener à la couronne de balayage F par l'extérieur du carter.
La pompe volumétrique est du type à cylindre et piston et son cylindre H, de préférence, fait corps avec le carter, mais il peut aussi constituer une pièce séparée, montée sur le carter. Dans l'un et l'autre cas, le cylindre fait saillie sur le carter de manière que son axe fasse un angle de 90 tant avec l'axe du vilebrequin K qu'avec l'axe du cylindre B du moteur. L'axe du cylindre de pompe H est situé dans un plan horizontal, un peu en-dessous du plan horizontal dans lequel est situé l'axe du vilebrequin.
Le passage de communication G va de bas en haut depuis une lumière H1, située à l'extrémité extérieure du cy- /1
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lindre H à la pompe, jusqu'à la couronne d'air de balayage F.
Au-dessus du cylindre H de la pompe est montée une enveloppe L qui est disposée horizontalement et qui contient le distribu- teur rotatif synchronisant M. De préférence, cette enveloppe
L, comme le passage de communication G, fait corps avec une partie du carter J; toutefois elle peut aussi faire corps avec la partie inférieure du passage de communication. Dans cette enveloppe à distributeur L est ménagée l'entrée d'air principale L1 par laquelle l'air est aspiré dans le cylindre
H, cette circulation d'air dirigée vers la ou les lumières H1 étant commandée par le distributeur M.
Le distributeur rotatif M est entraîné de manière .appropriée par l'arbre à manivelles K. Le distributeur est monté dans et coopère avec une chemise à lumières N pour com- mander la circulation de l'air dirigé à travers la. ou les lu- mières H1 du cylindre H, ainsi que la circulation de l'air comprimé par le piston de pompe 0, dirigé à travers la ou les lumières H1 dans le passage de communication G et, par delà celui-ci, à travers les lumières de balayage E, dans le cylindre
B.
Le piston de pompe 0 est reliépar une bielle O1 à la bielle principale K1 qui imprime ainsi le mouvement al- ternatif au piston de pompe. Grâce au rapport de phases entre les mouvements du piston moteur P et le piston 0 de la pompe volumétrique, et grâce à la synchronisation opérée par le dis- tributeur M, de l'air porté à une pression supérieure à la pression de .balayage moyenne est èmprisonné dans la couronne de balayage F et dans la partie du passage G, qui est comprise entre cette couronne et le distributeur M. En réglant angulai- rement la position de la chemise à lumières N, on peut varier la synchronisation opérée par le distributeur, plus spécialement
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l'interruption de la circulation d'air allant du.cylindre de pompe H au passage de communication G.
Les lumières N1 et N2 de la. chemise commandent cette dernière circulation d'air, tan- dis que les lumières qui coopèrent avec des lumières de l'en- veloppe L commandent la circulation de l'air aspiré dans le cylindre de pompe H.
Le dispositif par l'intermédiaire duquel est entraîné le distributeur rotatif M est représenté sur les figs. 2 et 3. Le distributeur M est monté sur un arbre R de façon à pouvoir tourner avec lui. Sur une extrémité de cet arbre R est adapté un bouton de manivelle R1 qui est attaqué par un des bras S d'une bielle en forme de croisillon entranée par un excentrique Kl calé sur l'arbre à manivelles K du moteur.
La bielle comporte aussi un bras S1 s'étendant latéralement en sens opposé du bras S et servant à entraîner une dynamo et d'au- tres dispositifs auxiliaires, comme c'est représenté sur la fig. 3. Un bras montant S2 de la bielle engage un bouton de manivelle adapté sur l'extrémité de l'arbre à cames actionnant les soupapes. Un bras descendant S3 entraîne une pompe à huile située dans le carter à huile du moteur. Le bouton de mani- velle R1 de l'arbre R portant le distributeur rotatif sert aussi à entraîner par l'intermédiaire d'une contre-manivelle une pompe de circulation d'eau T.
Une construction et un montage appropriés pour guider le piston 0 de la pompe volumétrique sont représenté sur la fig.l. Une tige de guidage 02 traverse de part en part le cy- lindre H, ses extrémités étant fixées aux extrémités du cylin- dre. Le piston 0 coulisse et est supporté sur cette tige de guidage, qui de cette façon non seulement porte le poids du piston, mais encore absorbe la poussée angulaire de la bielle 01 par l'intermédiaire de laquelle le piston reçoit son mou- vement alternatif.
Cette disposition présente certains avantages:-
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Elle diminue les pertes par frottement provoquées par le mou- vement alternatif du piston O, écarte ou diminue l'usure du cylindre de pompe H, qui se produirait autrement, et permet de monter l'ensemble de la pompe volumétrique sur le côté du carterJ de façon à contribuer à la compacité de construction du moteur entier, compacité qui autrement ne pourrait guère s'obtenir facilement. On peut 'gagner encore plus de poids et de place du fait que le piston 0 ne doit plus être aussi épais, ni ne doit s'étendre aussi loin dans le sens axial, que cela aurait été nécessaire si le piston portait uniquement sur le cylindre.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Moteur à combustion interne à deux temps comportant des lumières de balayage découvertes par le piston moteur vers le point mort bas, caractérisé par une pompe du type volumétrique qui refoule de L'air par un passage de communication dans une couronne d'air de balayage, cotte pompe étant entraînée à la vitesse du vilebrequin mais avec un déphasage tel par rapport au piston moteur, qu'elle coence sa course de refoulement .au début ou sensiblement .au début, de la période de balayage, de préférence avec une légère avance sur celle-ci, et finisse cette courseaprès que les lumières de balayage ont été recouvertes par le piston moteur,
et par un distributeur à commande mécanique qui est monté dans le passage de communication entre la pompe et la couronne de balayage et qui isole la pompe et ferme le passage de communi- cation sensiblement à la fin de la course de refoulement de la pompe de façon qu'une charge d'air portée à une pression sen- siblement supérieure à lapression moyenne régnant durant toute la période de balayage soit emprisonnée dans la couronne de balayage et dans la partie du passage de communication qui est comprise entre le distributeur et la couronne de balayage.
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2. - Moteur à combustion interne à deux temps com- portant des lumières de balayage découvertes par le piston moteur vers le point mort bas, caractérisé par une pompe du type volumétrique qui refoule de l'air par un passage de com- munication dans une couronne d'air de balayage et qui est en- traînée à la vitesse du vilebrequin mais avec un déphasage tel par rapport au piston moteur, qu'elle commence sa course de refoulement au début ou sensiblement au début de la période de balayage, de préférence avec une légère avance sur celle-ci, et finisse cette course après que les lumières de balayage ont été recouvertes par le piston moteur, et par un distribu- teur,monté dans le passage de communication entre la pompe et la couronne de balayage, qui est commandé mécaniquement de manière que, d'une part,
il permette à la pompe de débiter de l'air dansle passage de communication après que le piston moteur a commencé à découvrir les lumières de balayage et, d'autre part, il isole la pompe du passage de communication sensiblement à la fin de la course de refoulement de la pompe, ayant lieu aprèsque le piston moteur a recouvert les lumières de balayage, cette action du distributeur ayant pour effet qu'une charge d'air portée à une pression sensiblement supé- rieure à la pression moyenne régnant durant toute la période de balayage soit emprisonné(dans la couronne de balayage et dans la partie du passage de communication qui est comprise entre le distributeur et la couronne de balayage.
3. - Moteur à combustion interne à deux temps suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le distributeur qui commande le refoulement d'air de la pompe au passage de communication est du type rotatif et, de preférence, est cons- truit et disposé de manière à commander aussi l'entrée d'air dans la chambre de la pompe durant la course d'aspiration de la pompe.
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4.- Moteur à combustion interne à deux temps suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pompe est du type comprenant un cylindre et un piston à mouvement -alter- natif, et le distributeur est construit, disposé et actionné mécaniquement de façon à commander non seulement le début et la fin du refoulement d'air comprimé du cylindre de pompe dans la couronne de balayage., mais encore l'entrée d'air dans le cylindre de pompe au début et à la fin de la course d'aspira- tion du piston de pompe.
5.- Moteur à combustion interne à deux temps suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe du cylindre de la pompe fait sensiblement un angle de 90 avec l'axe du cylindre du moteur et avec 3.'.axe du vilebrequin, le piston de pompe étant actionné par une bielle qui le relie à la bielle principale du moteur.
6. - Moteur à combustion interne à deux temps, en substance tel que décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.