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n Méthode ùe mar*he des moteurs à eombut1on interne 8vee 8ur.ha.rge et arrangement pour la
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mettre en pratique "à
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Ltinvention concerne les moteurs à combustion interne et
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spécialement les moteurs à deux temps, éu type que l'on fait démarrer par ltinjaction d'un agent de pression, normalement te ltair comprima, ians les sylintres, par des soupapes é* itS- marrage montées tans ces ierniera.
Il a été souvent désirable âe pouvoir augmenter la puis- sanee dtun =tour à combustion interne en augmentant la charge . itair fraie &es cylindres et cette " surcharge tes cylindres avec un appoint i fair en plus te la charge 'air de balayage et 2c charge et trouvant à peu près à la pression atmosphérique
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qui reste à la fin de la période te balayage, est destiné* ou bien à un usage constant pontant le fonctionnement normal du moteur ou bien à servir de moyen pour permettre la surcharge temporaire du moteur. De toute façon, on toit, pendant ou après
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l'approvisionnement te la charge normale du tylindre, fournir une certaine quantité t'air l'appoint pour obtenir une surcharge
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et, pour y arriver, on a proposé t'appliquer diverses méthodes.
On a proposé, par exemple, itintroduire l'air de surcharge par des lumières t'air de suraharge spéciales qui sont alimen- ties en air de surcharge par une soupape contrôlée et qui sont
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disposées dans le tylindre te manière à être oouvertaii par le piston pendant la course de combustion et la première partie de la tourne d'expansion. Cet arrangement a également été réalisé
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tue manière que- les lumières t'air de balayage disposées à proxi- mité du point mort extérieur du piston soient plus hautes que ithabituie et soient alimentées en air de surcharge, après le balayage proprement dit, par une soupape contrôlée, tandis qui
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en même temps Itadmission de l'air de balayage aux lumières est coupée.
Ces deux arrangements ont toutefois divers lnsony6nients.
A un moment relativement t8t de la course l'expansion, il se produit, par exemple, une diminution perceptible de la pres-
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sion tu cylindre ; les lumières te surcharge ou les lumières dé balayage à trajet plus long se iéoouvrent, te sorte que le .on- tenu tu cylindre se tètent tans l*espace situé terrière ses lu- mières, ce qui cause une diminution de la puissance. En outre, il se peut qu'il soit difficile te disposer l'un espace suffi- sant pour la superficie nécessaire tes lumières, particulière- ment dans le cas où l'on doit également prévoir tes orifices
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l'échappement oontr8l6s par le piston.
On a proposé également de monter tes soupapes tue surcharge spéciales par l'intermétiaire desquelles l'air de surcharge
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peut âtre injecté à une pression convenable supérieure à la pression atmosphérique, mais cet arrangement est assez compli-
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qué et est ilffleile à réaliser en pratique, parée qutil est iiff1eile t'obtenir suffisamment t'espace pour monter les sou- papes nécessaires, telles que les soupapes à combustible, la soupape de sûreté, la soupape de l'indicateur, la soupape de
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démarrage, la soupape .téehappemon.t, s'il y en a une, et la soupape de surcharge, tans le fond du cylindre. Tel sera égale- ment le case tans une certaine mesure, quant on fait usage de tiroirs et te pistons pour l'échappement.
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Conformément à l'invention, on porte remets à ces inconv6- nients en injectant l'air ée surcharge par les soupapes te ié- marrage.
Pour arriver à ce résultat, on munit les soupapes de dé-
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marrage l'un contrôle spécial qui, quant les soupapes ne sont ,plus en communication avec la eontuite d'air te démarrage, mais communiquent alors avec une conduite à'alimentation t'air de surcharge, permet que ces soupapes admettent l'approvisionne-
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ment eiair de surcharge pentant la première partie de la course te eompression, à peu près au moment oà se produit la fermeture tes ouvertures ita.E1m1ssion et d'évacuation.
Afin qu'il ne soit pas nécessaire t'utiliser de l'air de surcharge trop fortement comprimé, les soupapes doivent être maintenues ouvertes aussi longtemps que possible, mais somme la pression monte rapidement
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tans le cylindre, par suite ée la compression et te l'injection t*air, l'afflux t'air, d'autre part, téorôît rapidement par sui- te de l'augmentation de la contre-pression. On a constaté qu'il était avantageux de maintenir les soupapes de surcharge ouvertes pendant une partie te la course de montée du piston, suffisante pour que la pression régnant tans le cylindre augmente, sous l'effet te la compression de 1/2 à 2 atmosphères.
Il est alors
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possible, aveo une pression te surcharge raisonnable, tintro-
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uire la quantité d'air de surcharge nécessaire sans qu'il soit nécessaire d'augmenter les dimensions des soupapes combinées de démarrage et de surcharge, au delà de limites raisonnables, Quand, la pression de ltair de surcharge avant les soupapes est alors maintenue suffisamment élevée pour qu'allé soit égale à deux fois au moins la pression qui règne dans les cylindres au moment de la fermeture des soupapes, on peut être sûr que pen- tant toute la période de surcharge l'air sera introduit à la plus grande vitesse possible.
En conséquence la pression dans la conduite de suroharge peut être maintenue à environ 3 atmos- phères et la quantité d'air de surcharge fourni à chaque eylin- tre représentera 10 à 20 % du volume de la course.
En pratique, l'invention peut être appliquée à la plupart des moteurs à combustion interne munis de soupapes de démarrage, quels que soient la construction et le contrôle des soupapes de démarrage; il suffit simplement, pour réaliser l'invention en pratique, de monter un commutateur à l'aide duquel on puisse passer de l'alimentation d'air de démarrage à l'alimentation 'air de surcharge aux soupapes, et de modifier ou de compléter les éléments de contrôle des soupapes de façon que le changement du mouvement des soupapes, nécessaire pour le contrôle de la surcharge, puisse être effectué.
Suivant une réalisation opportune de l'invention, les sou- papes combinées sont contrôlées pneumatiquement pendant le dé- marrage, par un procédé connu en soi, tandis que pendant le fonctionnement, quand elles agissent comme soupapes de surcharge, elles puissent être contrôlées ou mécaniquement ou pneumatique- ment.
Un contrôle mécanique des soupapes pendant la surcharge est particulièrement applicable aux moteurs qui doivent marcher avec surcharge pendant de longues périodes ou même en marohe normale et il peut, ainsi qu'il sera exposé ci-après, être fa- oilement combiné de manière que le contrôle automatique soit
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automatiquement mis hors traction dès que 1+arrivée de l'air de démarrage est en service.
Le contrôle pneumatique des soupapes,
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quant Mlles-ei fonetionnent Gomme soupapes due surcharge entrai- ne, ainsi que l'on sait, une consommation eonsitérable tésavan- rageuse Tta3.r et par conséquent, elle se reeo=ande spécialement pour les cas où le moteur ne toit marcher avec surcharge que pendant te trds courtes périodes de pointes ou de régimes pous- sés, Dans ce cas, il est avantageux que le contrôle pneumatique puisse 8tre installé facilement et à peu de frais; il est pos-
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sible dutiLiser à cette fin, la plupart des éléments eonstitu- ant le mécanisme de contrôle pneumatique utilisé pendant le dé- marrage et à la rigueur seulement un plateau t# eame supplémen- taire.
Comme agent moteur pour le mécanisme de contrôle pnouma-
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tique, le plus expétitif, te toute façon, est ée servir te ltair te témarrage lui-même.
L'invention est illustrée par le dessin tont :
Les figures 1 et 2 montrent schématiquement et partie en perspective, les principales parties d'un groupe de démarrage
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et 'Le surcharge avee une soupape d.e démarrage à contrôle entiè- rement pneumatique.
Les figures 3 et 4 montrent à une échelle un peu plus
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granze une taupe pratiquée tans un tiroir à air te démarrage et une soupape oee démarrage aveo ies dispositifs pour le contrôle mécanique te la surcharge et le eontr8le pneumatique tu témar- rage.
Dans le groupe représenté tans les figures 1 et 2, la ré-
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f6renet 1 désigne une conduite principale A'air de démarrage partant tu réservoir habituel <.*air de démarrage; une conduite 3 mène de la soupape <Le fermeture 2 te la susdite eoni.u1 te prin- 4ipale à ltenraloppe 4 habituelle du tiroir à air de démarrage. aelui-ci renferme un double corps 2e soupape 5 avee un piston 6
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qui eoulisse dans un passage ménagé tans l'enveloppe du tiroir à air te démarrage et qui est influencé par un ressort 7, ainsi que deux parties te soupapes 8 et 9 en regard l'une de l'autre qui collaborent respectivement avec leur propre siège de sou- pape.
De l'espace compris entre ces parties part une conduite 10 qui mène aux soupapes de démarrage du moteur, font l'une
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seulement est représentée et qui est diaiga6e par la référence 11.
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Chaque soupape de démarrage renferme un corps te soupape 12 muni l'un piston compensateur de pression 13 fixé sur la tige de la soupape et un piston 15 qui coulisse tans un passage ména- gé dans l'enveloppe de la soupape coulissante, ainsi qu'un res- sort de fermeture 16.
Du compartiment ménagé eu dessus du pis-
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ton 15 part une conduite 17 qui mène au distributeur êtair de dîmarrage 18 du cylindre particulier, tans lequel un piston 19 règle la communication de la conduite 17 avec l'air extérieur et une conduite 20 qui Tient te la conduite t'air de démarrage 5 respectivement. La tige du piston 19 peut, dans la réalisa- tion représentée, collaborer avec chacun des trois plateaux de
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cames 29, 30 et 31 montés sur un arbre à came 2 que l'on peut déplacer axialement à l'aite l'un levier te sonnette 34 et une tige ou tringle 35 allant à la platefo=e te démarrage,
D'un compresseur, non représenté, qui fournit ce* l'air de surcharge, part une conduite 40 qui na à l'enveloppe tu ti- roir de démarrage 4.
Une conduite 21 partant te la conduite t'air te démarrage 3 mène à la soupape de renversement habituelle 23, figure 2, dans laquelle un piston 25 à encoche 26 peut, en collaborant
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avec un joint 24 et un siège de soupape 27, mettre une eontuite 22 menant au compartiment situé au dessus tu piston u tiroir à air te démarrage 8 en communication avec la conduits 21 ou avec l'air atmosphérique, par.une lumière 28.
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Le fonctionnement du groupe représenté est le suivant, en se plaçant dans l'hypothèse où le moteur est arrêté et doit té- marrer pour fonctionner en marche avant,
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Par 1'tintermétiaire de la fermeture, la soupape 2 est ou- verte pour ltadmission de l'air te temarrage, ce qui permet à l'air t'arriver par la conduite 3 tans le compartiment 36 situé au dessus de l'élément de soupape 8 de ltenveloppe du tiroir à air de démarrage 4.
En même temps, l'air arrive par la conduite
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21 et l'encoche 215 du piston 5 de la soupape de tiotribution 23, par l tintermétiaire de la ton4luite 22, dans le compartiment situé au dessus tu piston 6 tu tiroir t'air te démarrage et maintient la soupape à double corps 5 dans la position illustrée
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par le ossin, Quant la manette te renversement tu moteur, non représentée, est ensuite amenée dans la position if marche avant ", l'arbre à came 32 est téplaoé par ltinterm6diaire de la tringle 35 et te la manivelle 34 te manière, que le plateau te eene 30 soit amené tans ltalignement te la tige du piston 19 du distri- buteur ttair tue témarrage.
Quant la manette de régulation du moteur, non représentée, est ensuite amenée tans la position " démarrage ", le piston 25
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de la soupape tue distribution 23 est repoussé vers le haut te manière à couvrir ltenooche 26 et une communication est établie par la eontuite 22 par ltintermUlaIre du siège de soupape 27 et la lumière à air 28 avec ltair atmosphérique.
De ce fait, la pression de l'air dans le cotopartiment situé au "sous tu piston 6 est relâchée de telle manière que par suite de ltac- tion te la pression de l'air de démarrage sur la èlfférenoe des sections entre le pluton-6 et la partie te soupape 8, la soupape
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à corps dauble 5 soit repoussée vers le haut et, par ltintermé- tiaire te la partie de soupape 9, interrompe la communication @ de la conduite t'air de surcharge 40 avec la conduite 10 et, en
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échange, mette cette dernière en oomnnmieation avec la eontuite
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'air tue démarrage 3. En conséquence, te l'air tue démarrage ar- rive aux soupapes de démarrage 11.
Par l'intermédiaire de la conduite 20, la pression de l'air de démarrage agit, en outre, sur la face inférieure du piston 19 du distributeur d'air de démarrage et exerce une pres- sion oontre l'action antagoniste d'un ressort de rappel pour
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pousser la tige du susdit piston sur le plateau ùe eame oorres- pondant.
En supposant qu'une partie en retrait de la périphérie
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atu plateau de came se trouve dans l'alignement dé la tige dru piston tu distributeur t'air de démarrage, le piston 19 tu dis- tributeur est repoussé vers le haut dans la mesure requise pour que la eommunioation s'établisse entre la conduite 20 et la eon-
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duite 17 et la pression dé l'air te démarrage agit ainsi sur la face supérieure du grand piston 15 de la soupape de démarrage,
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de manière que le corps de soupape 12 s'ouvre en dépit de l'ao- tion antagoniste tu ressort ete fermeture 16.
Le moteur commenoe ainsi à tourner sous l'action de l'air de iémarrage et oomme l'arbre à came 32 est accouplé avec l'arbre de contrôle par l' Intermédiaire t'un engrenage 33, le piston 19 du distributeur et les pistons des distributeurs correspondants des autres cy-
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lin res sont mus par les plateaux ée cames correspondants de manière qu'aux moments voulus, ils fassent agir la pression de l'air de éémârrage dans 1'espace compris au dessus des pistons 15 des soupapes de démarrage et mettent ces espaces en communi- cation avec l'air extérieur, respectivement, par l'intermédiaire
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etune ouverture itévacuation d'air ménagée dans le distributeur 18.
Si l'on repousse la manette ée àistribution plus loin en- core pour effectuer l'injection du combustible, le piston 25 de la soupape de distribution 23 est ramené dans la position illus- trée par le dessin, ensuite de quoi, la pression de l'air de démarrage est amenée, derechef à agir sur la face supérieure de
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l'élément de piston 6 du tiroir dtair de démarrage, de sorte que l'alimentation de l'air de démarrage aux soupapes de démar- rage est interrompue et, ensuite, la conduite principale d'air de Démarrage est coupée par l'intermédiaire de la soupape 2, ce qui met hors service tout le système d'air de démarrage.
Le moteur tourne à présent de la manière normale et quand, ensuite, on veut le faire marcher à surcharge, on déplace l'ar- bre de distribution 32 par l'intermédiaire de la manivelle 24 et de la tringle 35 de manière que le plateau de came 31 soit amené dans l'alignement de la tige du piston du distributeur 18.
On admet ensuite l'air de surcharge par 1'intermédiaire de la conduite 40 et le tiroir d'air de démarrage, qui se trouve dans la position illustrée par le dessin, et ensuite, par la conduite 10 aux soupapes de démarrage 11. La surcharge commence à présent quand. la soupape de fermeture 2 est ouverte, ensuite de quoi la pression de l'air de démarrage provoque, par 1'intermédiaire des conduites 3, 20 et 17, couverture et la fermeture du corps de soupape 12 sous le contrôle du distributeur 18.
Dans la réalisation représentée par les figures 3 et 4, on suppose que l'arrangement est le même, en ce qui concerne l'ae- tion et le contrôle des soupapes de amarrage pendant le démar- rage, que celui qui a été déerit plus haut et o'est pourquoi les parties correspondantes ont été assignées par les mêmes référen- ces numériques que celles des figures 1 et 2.
En ce qui concerne la soupape de démarrage 11, la princi- pale diffêrence est qu'en 1'occurrence elle est contrôlée méca- niquement quant elle fonctionne comme soupape de surcharge.
A cette fin, on a prévu un arbre à came 41, et on peut em- ployer à Gatte destination un arbre déjà monté sur le moteur.
A l'aide t'une came 42, cet arbre actionne un doigt 43 qui est en relation par un balancier 44 et un joint à rotule 45 avec la partie supérieure de la tige tu corps de soupape 12, cette tige
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étant télescopique. A l'extrémité supérieure de la tige de sou- pape proprement dite est fixé un piston 46 qui coulisse tans un cylindre 47 assemblé avec la rotule 45;
tans le cylindre 47 est fixé un ressort 48 qui maintient normalement le piston tans la position illustrée par le dessin, par rapport au cylindre, Du compartiment te la soupape de démarrage tans lequel l'air est admis par la conduite 10 part un passage 49 ménagé tans la tige de la soupape qui tonne dans le cylindre 47, en dessous du pis- ton 46.
Le fonctionnement de l'arrangement ci représenté est le suivant, en supposant également que le moteur soit arrêté et toive être lancé.
Après avoir almis l'air de démarrage de la manière habi- tuelle, on repousse le eorps te double soupape 5 du tiroir d'air de démarrage vers le haut en laissant échapper l'air de la son- iuite 22 et l'on admet l'air de démarrage de la conduite 3 tans la conduite 10, comme il a été précédemment exposé; en même temps on coupe l'arrivée de l'air de surcharge de la conduite 40.
La soupape de démarrage est contrôlée pneumatiquement par la conduite 17 comme précédemment décrit, et, pentant se temps, on admeten permanence l'air de démarrage, par le passage 49 dans la partie intérieure du cylindre 47, de manière que sa pression agissant contre l'action antagoniste du ressort 48 maintienne le cylindre suffisamment bas sur l'extrémité sup6ri- eure de la tige de la soupape pour qu'il repose sur un épaule- ment 50 ménagé sur la tige. Do cette manière le doigt 43 est maintenu hors de contact avec le plateau de came 42.
Quant le démarrage est accompli et que l'on désire faire mareher le moteur avec surcharge, on fait agir la même pression sur les deux faces du piston 6 du corps de soupape double 5, de manière que le ressort 1 maintienne le corps de soupape tans la position illustrée par le dessin, position dans laquelle l'ar-
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rivée te l'air te démarrage est coupée et la tomunieation ré- alisée entre la conduite de surcharge 40 et la conduite 10. De cette manière le compartiment situé en dessous du piston 46
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est tégagé l lair qutil renferme,, par le passage 49, de ma- nière que le ressort 48 pousse le piston au font du cylindre 47, ce qui met le doigt 45 en engagement avec le plateau de
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came 48..
La forée du ressort 48 est calculée te manière que tans des contitions normales il puisse transmettre la puissance nécessaire pour ltouverture du corps de soupape 12, te telle sorte qu'après que ceci est accompli le corps de soupape 12
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soit aontr8lt mécaniquement par l'arbre due distribution 41 son- tre Inaction antagoniste tu ressort de fermeture 16.L'arbre
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à came 41 contrôle ainsi l'aoission tue ltair te surcharge aux cylintres, par les soupapes te démarrage.
L'invention n'est pas limitée aux réalisations ci-décrites et représentées qui doivent être considérées uniquement com- me tes exemples illustratifs tes constructions pratiques possibles. C'est ainsi qu'il ntest pas nécessaire te faire arriver
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l'air te démarrage et l'air tue surcharge à chaque soupape te 6marrage par la même eon8.ui te : on peut employer une sontuite séparée pour chaque sorte t'air, ensuite de quoi le tiroir à
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air te ù6maTrage 4 est supprimé et remplacé par un autre organe te fermeture et de tistribution. Il est possible également d' appliquer ltinvention à tes moteurs font les soupapes de démar- rage sont contrôlées mécaniquement.
La commutation sur la sur-
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charge peut alors être effectuée par le têplaoement te l'arbre te contrôle de ces soupapes te manière à mettre en action un jeu spécial de came de surcharge.
REVENDICATIONS.
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1.) M6%ho e te marche des moteurs à combustions internes avec surcharge qui sont munis de soupapes te démarrage, carac- térisée par le fait que te l'air te surcharge est admis tans
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les cylindres par l'intermétiaire des soupapes de démarrage,
2.) Méthote comme revendiqué par la revendication 1, sa- rastérisée par le fait que les soupapes de démarrage, quant elles ont été amenées du régime te l'alimentation en air te témarrage au régime de l'alimentation en air de surcharge, sont contrôlées de manière qu'après la fermeture des ouvertures usu- elles l'alimentation du cylindre correspondant,
elles soient maintenues ouvertes pendant une période pendant laquelle la pression qui règne tans les cylindres a augmente de 1/2 à 2 atmosphères, par suite de la compression.
3.) Méthote comme reventiquée par les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'air te surcharge est envoyé aux soupapes de démarrage sous une pression égale à ou un peu plus élevée que le double de la pression qui règne tans le cy- lindre à la fin te la période de surcharge.
4.) Arrangement pour moteurs à combustion interne munis te soupapes te démarrage pour l'application te la méthode reven- diqués par les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par 'la organes permettant t'alimenter au choix les soupapes de démar- rage en air te démarrage ou en air de surcharge et par des or- ganes permettant te changer le contrôle des soupapes en fonction tu genre l'agent qu'elles doivent contrôler.
5.) Arrangement comme revendiqué par la revendication 4, caractérisé par des soupapes t'air te démarrage qui sont mon- tées, suivant un procédé connu en soi, pour pouvoir être entiè- rement contrôlées par la voie pneumatique, préférablement à l'intervention de la pression de l'air de démarrage et par un mécanisme distributeur servant à sontr8ler l'agent te sommant* pneumatique avec un plateau de came te contrôle séparé destiné à être employé pendant la surcharge en plus du plateau de came ou des plateaux de came te contrôle usuels destinés à être em- ployés pour le démarrage.
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6.) Arrangement comme/revendiqué par la revendication 4,
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.ara.t6ri., par des soupapes â air te démarrage qui sont dispo- téee, de manière connue en toi de faqon à être totltr$litt pneu- mafiiquement pendant la démarrage et qui sont poU1tY\1e' à'un mà.. temisme de eommante mécanique a'par6 tentiné à les sonfira2er pendant la aureharge.
9, j Arrangement tome revenàiqué par la revenâieation 6, earao%6rà6 par le fait que la tige te chaque soitpape de '6mar- rage est %61ea*opique et comporte un piston ooulissant dans un eylinire qui est connecte aTe' un compartiment te la soupape dans lequel l'air te démarrage cet admis en permanence pendant le démarrage, te manière que Inaction its la pression de l'air régnant dans le cylindre 8U8tit rae ouroisse 1% tige de la sou- pape et maintienne ainsi le ii.p08i tit mécanique de contrôle te la toupape hors ataotion contre l'action antagoniste t'un ressort.
8*) Méthode de marche des moteurs à combustion interne ave* nraharge qui sont pourvue de soupapes te démarrage, en cwbctance comme décrit.
9,) Arrangement pour moteurs à combustion interne en sub-
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*tante comme décrit avec référence au dessin ci-joint