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Moteur à combustion synchronisé à deux temps sans compresseur.
Les moteurs synchronisés à deux temps, sans compresseur, à deux ou plusieurs cylindres et tiroir commun d'admission pour les carters fermés de manivelle de ces cylindres peuvent recevoir une disposition symétrique en étoile des cylindres, telle qu'elle est usuelle dans les moteurs en étoile, les axes des cylindres faisant entre aux des angles égaux, par exemple de 120 pour un moteur à trois cylindres, et de 90 pour un moteur à quatre cylindres.
Cette disposition symétrique des cylindres n'est pas la plus favorable en ce qui concerne l'encombrement et le poids du moteur, particulièrement pour les moteurs à deux, trois ou quatre cylindres.
Si l'on dispose, dans un moteur en étoile, les cylindres non symétriquement, c'est-à-dire sous des angles réciproques inégaux, donc qu'on ne les répartit pas uniformément sur le cercle, c'est-à- dire par exemple pour un moteur à deux cylindres, qu'on les monte en V au lieu de les décaler de 180 , et pour un trois cylindres, qu'on les dispose en W au lieu de les décaler de 120 , on obtient une dis- position qui réduit le poids et l'encombrement.
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L'objet de l'invention est un moteur comportant une telle dis- position asymétrique des cylindres, disposition avantageuse, rédui- sant l'encombrement et offrant des avantages au point de vue dyna- mique et fabricatio:-, ce moteur étant équipé d'un tiroir rotatif qui, non seulement commande les processus d'admission et de compres- sion pour chaque cylindre, mais règle également la succession correc- te des courses motrices des divers cylindres.
Au dessin annexé sont représentés schématiquement divers exem- ples de réalisation de l'objet de l'invention.
Fig.l est une coupe schématique verticale, par l'axe des cylin- dres d'un moteur à trois cylindres.
Fig.2 est le diagramme des forces pour les trois cylindres de ce moteur.
Fig.3 est une vue de face d'une variante de. moteur à trois cylindres.
Fig.4 est une coupe verticale de ce moteur, suivant l'arbre principal.
Fig.5 à 7 sont des coupes transversales du tiroir rotatif et des transmissions entre l'arbre principal et les axes de manivelle, pour trois rapports différents de transmission.
A la fig.l est représenté un tel moteur en W, à trois cylindres à pistons doubles.
Le moteur se compose de trois ensembles I, II, III identiques, fermés, fixés sur un support 1 (plaque de base ou carter) commun, fixe.
Les axes de manivelle 2, 3 et 4 transmettent les moments tour- nants des divers cylindres à l'axe principal 8 par des engrenages identiques 5, 6, 7 en prise avec la roue dentée 9 clavetée sur l'ar- bre principal 8 du moteur.
Chacun des ensembles I, II, III se compose, comme il est connu, d'un cylindre double 10, 11, 12 avec piston double 13, 14,15, un piston de chaque piston double ayant, comme il est connu, une légère avance dans le mouvement vers le haut ou vers le bas. Aux divers cy- lindres sont fixées les chambres ou carters de manivelle 16, 17, 18
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(chambras. de compression) reliées par le canal 19, 20, respective- ment 21 à l'espace interne des cylindres quand la partie gauche des pistons doublas 13, 14, 15 découvre l'entrée de ce canal.
22, 23, 24 sont les bras respectifs de manivelle, décalés entre eux d'un certain angle . Les échappements des cylindres sont dési- gnés par 25, 26, 27. Les ouvertures d'admission 28, 29, 30 vers les chambres de compression ou de manivelle sont commandées par l'ouver- ture 32 du tiroir rotatif 31 monté dans l'arbre principal 8, de telle sorte que du gaz frais pénètre successivement dans les divers ensembles I, II, III pendant la période d'aspiration.
Conformément à l'invention, les divers cylindres peuvent faire entre eux tout angle [alpha] voulu. Si cet angle [alpha] est de 120 , on revient à la disposition usuelle en étoile (indiquée en pointillés à la fig.l par les têtes des cylindres I et III).
Quand, conformément à l'invention, cet angles est plus petit que 120 (pour les trois cylindres), et est par exemple de 30 com- me à la fig,l, on comprend immédiatement l'avantage considérable réalisé au point de vue compacité (encombrement). pour [alpha]= 30 , l'économie d'encombrement est d'environ 25 %, en largeur et 20 % en hauteur par rapport à la disposition usuelle en étoile où [alpha] = 120 .
Une condition est cependant à remplir : Il faut assurer, main- tenir la succession uniforme et correcte des courses motrices des divers cylindres. Le diagramme des forces donné à la fig.2, qui re- présente la durée et la succession des courses motrices des cylin- dres I, II, III pendant un tour de l'arbre principal 8, ne se main- tient qu'à la condition que # = 120 + [alpha] étant, le décalage de phases de la position de la manivelle 23 de l'ensemble II par rapport à la position de la manivelle 22 de l'ensemble I. Le même décalage existe entre la position de la manivelle de l'ensemble III et la position de la manivelle de l'en- semble II.
Dans le présent exemple, où l'inclinaison des axes des cylindres l'un sur l'autre est de 30 , le décalage de phases des manivelles
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est de 120 + 30 = 150 . Pour [alpha] = 45 , il serait 165 et ainsi de suite.
Les fig.3 et 4 représentent un moteur en W à tiroir plat, dans leque l'angle [alpha] est de 45 . Ici I, II, III désignent encore les trois ensembles séparés avec carters fermés de manivelle, fixés amoviblement par les vis 40 sur la base commune 41. 42 désigne le tiroir plat claveté sur l'arbre principal 43. Il comporte une lumiè- re 45 dont la largeur /3 = 60 . Ce tiroir glisse successivement sur les ouvertures 46-47 et 48 des trois chambres de manivelle, de sorte que l'alimentation en gaz frais peut se faire successivement (pen- dant la période d'aspiration des cylindres) par la chambre annulaire 49 à gaz sur laquelle est monté le carburateur non représenté.
50,51 et 52 sont les axes de manivelle qui, au côté postérieur de la plaque de base, portent les roues dentées 53,54, 55 de même grandeur transmettant les moments tournants des cylindres à la roue dentée 56 de l'arbre moteur 43.
Jusqu'ici, on n'a considéré que les cas (fig.l à 4) où l'arbre principal du moteur a la même vitesse que les arbres de manivelle, donc où le rapport de transmission dans le moteur est de 1 à 1.
L'invention permet également, sans augmentation des dimensions ex- ternes du moteur, de donner à l'arbre principal du moteur un nombre de tours plus grand ou plus petit que celui des arbres ou axes de manivelle, Il suffit a cet effet de changer les roues dentées situées au dos de la plaque commune de base, et de modifier la largeur de la lumière.
Aux fig. 5 à 7 est encore représenté schématiquement le tiroir rotatif combiné avec le jeu de roues dentées. A la fig.5, 60, 61, 62 désignent les ouvertures par lesquelles le gaz frais passe de l'axe creux du tiroir rotatif aux trois chambres de manivelle des ensem- bles (non représentés) I-II-III, quand le tiroir 63 recouvre ces ou- vertures par sa lumière 64. 65-66 et 67 sont les roues dentées mon- tées sur les arbres 68, 69 et 70 de manivelle ; elles sont en prise avec la roue dentée 71 de l'arbre principal 72. A la fig.5, le rap- port de transmission p est toujours comme précédemment égal à 1.
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A la fig.6, ce rapport est égal à 2 ; l'arbre principal 80, avec le tiroir rotatif, ne tourne qu'à la demi-vitesse des axes de manivelle 81; 82, 83. Dans cette figure, 84,85 et 86 sont les conduites d'amenée de gaz frais aux chambres de manivelle.
A la fig.7, le rapport p est égal à 3 (les conduites d'amenée de gaz frais y sont désignées par 90, 91, 92).
Le tiroir rotatif n'a donc plus, pour p différent de 1, la même vitesse de rotation que les axes de manivelle, ceci est indis- pensable cependant si l'on veut maintenir le tiroir dans la réali- sation des fig.l à 5 où p = 1. Il faudrait alors supprimer la liai- son rigide par clavetage entre le tiroir rotatif et l'arbre princi- pal, monter le tiroir fou sur cet arbre, et par une transmission spéciale, lui donner le même nombre de tours que les axes de mani- velle.
Suivant l'invention, cette complication d'une transmission spéciale est évitée du fait que la lumière du tiroir rotatif est multipliée et que son ouverture, sa largeur est différente,
A la fig.5, pour un rapport de transmission p = 1, il n'y a qu'une seule lumière de largeur/3= 600 ; à la fig.6, pour p = 2, il y a deux lumières, chacune de largeur /3 = 30 et à la fig.7, pour p = 3, il y a trois lumières, chacune de largeur /3 = 20 .
La largeur des ouvertures fixes 84,85, 86 fig.6 et 90, 91, 92 fig. 7 correspond toujours à la largeur /3 de la lumière du tiroir rotatif ; leur position est la même et symétrique pour p = 1 et p = 2, tandis qu'elle est dissymétrique pour p = 3. La largeur 3 se détermine par la formule : /3 = 6
P
Si cette condition est satisfaite, le tiroir rotatif peut, pour tous les rapports de transmission p, rester rigidement relié a l'ar- bre principal, ce qui donne de grands avantages constructifs.
Par rapport aux dispositions en étoile connues des cylindres, la disposition conforme à l'invention offre encore les avantages principaux suivants : plus petite largeur du moteur, disparition de l'arbre coudé ; la disposition asymétrique des cylindres permet
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une économie d'encombrement et de poids ; chacun des cylindres for- me avec sa chambre de manivelle un ensemble fermé qui eut être mon- té et démonté en bloc ; tous les organes de commande,tels que cames, soupapes, tringles, etc, disparaissent. Chacun des cylindres est uniformément sollicité et de ce fait uniformément usé. Le moment tournant du moteur est presqu'entièrement uniforme. La transmission a l'intérieur du moteur permet le réglage de toute réduction ou augmentation de vitesse.
L'alimentation centrale de gaz permet une consommation plus faible de combustible et évite les retours de flamme.
REVENDICATIONS.
1. Moteur synchronisé à deux temps, sans compresseur, à deux ou plus de cylindres à carters fermés de manivelle, disposés rayon- nants dans un plan perpendiculaire à l'arbre principal du moteur, caractérisé en ce que les cylindres forment entre eux tout angle voulu, sont disposés asymétriquement, et en ce que les processus d'aspiration et de compression pour chaque cylindre, ainsi que la succession régulière des courses motrices des cylindres sont comman- dés par un tiroir rotatif, rond ou plat, commun, relié rigidement à l'arbre principal du moteur.