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BREVET D'INVENTION.
Société dite: WILLIAM DOXFORD & SONS LIMITED, de nationalité anglai- se - paillon Yard, Sunderland, Durham, Angleteere.
PERFECTIONNEMEXTS AUX POMPES DE.BALAYAGE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.
Ayant fait l'objet d'une demande de brevet en Grande-Bretagne @ 13760/44, en dates des 18 juillet 1944 (provisoire) et 30 mai 1945 (définitive)-au nom de Mr William, Hamilton PURDIE, dont la demanderesse est l'ayant-droit.
L'invention concerne des dispositions ou agencements de pompes de balayage à mouvement alternatif, pour moteurs à combustion in- terne six cylindres, à un seul vilebrequin, et elle est particuliè- rement applicable, mais non limitée,- aux moteurs de ce genre du type à pistons opposés. Dans pareils moteurs du type à deux temps à simple effet, il a été d'usage jusqu'ici de disposer une, et dans certain cas deux pompes de balayage à une extrémité du moteur, cette ou ces pompes étant actionnées par une ou des manivelles .appropriées de l'arbre principal: Pareille disposition occupe une longueur considérable et introduit certains problèmes d'équilibrage.
Un autre agencement connu consiste à disposer une pompe de ba - layage centralement, entre deux groupes de trois cylindres, mais ceci accroît également la longueur du moteur et, pour équilibrer effectivement les masses à mouvement alternatif de l'ensemble du moteur, certains ajustements ou réglages des masses à mouvement air- ternatif sont nécessaires, comme décrit dans'le brevet anglais
550.956 de la demanderesse,,
Dans ces deux dispositions connues, afin de maintenir au mini- mum la longueur supplémentaire requise, les pompes sont établies avec la plus longue course qui puisse être aménagée, mais la réduc- tion correspondante d'alésage réduit l'emplacement disponible pour
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les valves ou clapets de pompes,
et ainsi détermine un accroissement
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do la vitesse do l'air travers ces valves ou clapets, avec des per- .:>;;, l'3.5Üt.J,.1t!;;)S dans le pompage d'air.
Une broisiemë disposition connue con3ise prévoir un, ou alter- nativement. deux leviers de pjmpes de balayage actionnés a partir des tûGa3 de crosse du moteur; ces pompes sont situées d'un côté du mo- Leur, mais cet Le disposition introduit des couples le basculement ou -":'1:;) r';;;.u'J0r'D':;,;.Gl1t. transversaux non équilibrén.
Jans aucune des .iL3pJSitior-c précédentes, les décharges des cylin.- dres dos pompes de balayage ne peuvent coïncider avec les périodes ,la u'11'1jage dé tous les cylindres de travail, Par suite, il existe
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une certaine variation cyclique de'pression d'air de balayage dans le
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réservoir d'air, avec le résultat que quelques cylindres aonb plus
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efficacement. balayés que d'autres.
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La présente invention comprend un moteur à combustion interne, 3- six cylindres et -vilbr.9quin unique dont l'ordre des manivelles, des éléments rnot:;i.r:: :<i-imi,lru14= cu;mcutivs;n:nt ,1 à 6 est. 1 - 5 - S - a - ± - 4 ou, />lLoerfiàLiv*a;e;1, 1 - 4 - 2 - 6 - S - 5, dans lequel trois lJ()L,.:?6d de balayage sont aobionnées par des leviera s'étendant latérale- w0at a partir des i;âte;î ie crosse les unités motrices 1, 2 et 3 respec- tl.véH...'1e.1, ou altarïlativetr.ant des unités motrices 1:, 5 et 1') respective- jlj(;):lt., Sd a;c1=i=ant .la ce fait l'équilibrage des forces et couples pri- ill'1ir0S et C6çQca'1ires engendres par les maseeG en déplacement alterna- bit du moteur. u)rsquE) l'invention est appliquée a des inoLei>,rq 3. pistons opposés, lad pompes le balayage icuvenb être actionnées par les bêtes de crosse' cè:
lt.r"J.l<.3s .les Uni1..8S motrices respectives. ' Les pompes de balayage peuvent, Je nréeérence être de typo dou- ole 61'r8t, avec un a,1±snge relativement grand et une courte course. une r,é">li:3'HL,Jll non l:Li1 L ti, tîv ,le l'invention, appliquée 9, un mo- t,:.u,' ) 00m0Lin interne du ty,e pistons opposés, est C1-'.p2^!'S dé- v:r.lGe 6[1 référence aux dessins annexés, dans lesquels: i? 1 g . ; montre; une coupe longitudinale d'un motsur t, CO!ilûlÂ.3tion in- \:.,::;r:1-:' six cylinires, deux t,emp3, simple effet, \ vileorequin unique, du type 1. yï.,3tJ"¯13 cj!yUp, réalisant l'invention que, î"ig,1 iUG: tr : une cc'Jc",:::;ù suivant. 'ligne II-Il de la fig.l;
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Fig. 3 montreunplan du moteur illustre dans la fig.1;
Les dessins sont tous de caractère schématique.
Conformément à une réalisation de l'invention, appliquée à titre d'exemple à un moteur à combustion interne, à six cylindres, deux temps, simple effet, du type vertical à pistons opposés, le mo- teur comprend six unités motrices de 1 à 6. L'ordre des manivelles des unités motrices dans l'exemple choisi est 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4 comme illustré dans la figure 2. Les -unités motrices 1 à 6 sont semblables et de type connu, et les caractéristiques générales de l'unité 1 seront brièvement décrites.
L'unité 1, figures 1 et 2, comprend un cylindre 11 dans lequel sont agencés deux pistons 12 et 13. Le cylindre 11 ne comporte pas de couvercles de pistons ou fonds. Le piston 12 possède une courte tige de piston 14 munie d'une tête de crosse centrale 15 et cette crosse est reliée, par une tige de liaison 16, à une manivelle principale 17 du vilebrequin unique 18 monté dans des paliers 19. Le piston supérieur
13 porté une traverse montée à pivot 20, et est guidé par des guides
21, fig.2, les extrémités de la traverse étant attachées aux extrémi- tés supérieures'des tiges d'accouplement 22 et 23. tandis qu'à, leurs extrémités inférieures ces tiges d'accouplement sont reliées à des tê- tes de crosse latérales 24 et 25.
Les crosses 24 et 25 sont reliées, par des tiges de liaison latérales 26 et 27, à'des manivelles latérales
28 et 29 du vilebrequin 18. Le développement de la manivelle principa- la 17 est plus,grand que celui des manivelles latérales 28 et 29 et, par conséquent, la course du .piston supérieur 13 est moindre que celle du piston inférieur 12.
Du combustible, notamment de l'huile, est injecté dans un espace de combustion 30, dans 'lequel de l'air a été comprimé pendant là cour- se précédente et, lors de la combustion'résultante du combustible,les pistons 12 et 13 se meuvent ensemble vers l'extérieur jusqu'au moment où, aux environs de la,,fin de la course,, le piston 12 découvre des lu- mières 31, fig.2, par lesquelles s'introduit de l'air de balayage ve- nant d'.uri réservoir d'air 32,'tandis qu'en même temps le'.piston supé- .
rieur 13 découvre des lumières d'échappement 33 menant à un conduit diéchappement 34 en sorte que l'air de balayage du réservoir 32 ba- laye les produits de combustion, du cylindre 11 par les lumières 35-et.
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remplit le cylindre d'air frais,
A la course interne des pistons 12 et 13, les lumières '31 et 33 sont fermées par les pistons et l'air compris entre les pistons est comprimée et; lorsque les pistons atteignent à nouveau les positions illustrées dans les figures 1 et 2, du. combustible est injecté et en- flammé de sorte que les pistons 12'et'13.se meuvent à nouveau vers l'extérieur; les opérations décrites plus haut se répètent '%lors.
Les unités motrices 2 à 6 fonctionnent de la manière décrite pour l'unité motrice 1.
Conformément à l'invention, le réservoir d'air 32 est alimenté on air comprimé par trois pompes de balayage 35, 136 et 137, qui sont actionnées par les têtes de crosse des unités motrices 1, 2 et 3, res- pectivement. Comme les pompes de balayage et leurs mécanismes de com- mande sont identiques, seule la pompe de balayage 35 ,et son mécanisme d'actionnement seront décrits.
La pompe le balayage 35 comporte un cylindre 36 dont l'alésage est relativement grand et, dans ce cylindre, est disposé un piston 37 à course relativement réduite, qui est relié 3. une tige de piston 38.
Jans le cylindre33 sont agencés des clapets ou valves d'aspiration 39 et des clapets au valves de décharge 10. Les clanets ou valves d'as- pi@ations 39 sont en communication avec une enLrée d'air .Il équipée' l'un silencieux 42, tandis que les dapets ou valves de décharge 40 sont en communication avec un conduit de distribution 43. Les clapets ou valves d'aspiration et de décharge 39 et 40 sont agencés dans des compartimenta distincts de la pompe, et des passages. 44, fig.3, re- liant les clapets ou valves de l'extrémité inférieure de la pompe avec ceux de son extrémité supérieure.
La tige de piston 38 comporte une tête de crossa 45 qui se déplace dans des guides 46, et à un axe 47 porté par-cette crosne sont reliées les extrémités supérieures de deux bielles 48 dont les extrémités infé- rieures sont reliées à un axe 49 porté par une paire d'extrémités ,les leviers oscillants 50.
Les leviers oscillants 50 sont supportés par un axe 51 qui est montéà pivot dans un palier 52 et, leurs autres extrémités, ces leviers sont@reliés à un axe 53 auquel sont reliées les extrémités inférieures des bielles 5. Les extrémités supérieures des bielles 54 sont portées par un axe 55 monté dans les extrémités ex-
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ternes.de deux bras 56 portés par -la tète de crosse centrale 15 de l'unité motrice.
Les pompes de balayage 136 et'137.sont,' d'une manière analogue, pourvues de conduits de distribution 156 et 157 reliés au'réservoir d'air 32 et sont actionnées par des leviers oscillants reliés aux têtes de crosse centrales des unités motrices 2 et 3, respectivement, d'une mainère analogue à celle décrite ci-dessus en référence à la pomper 35.
L'ordre des manivelles principales du vilebrequin 18 du moteur est illustré dans la fig.2 et pour la facilité de l'identification, elles sont,désignée's par les numéros des unités motrices avec les- quelles elles sont associées.
Les commandes des trois pistons des pompes 35, 136 et 137 s,ont déphasées de 120 , comme il ressort de l'ordre des manivelles indiqué dans la figure 2 et., en établissant identiques les parties actives des'trois pompes, on obtient.un équilibrage complet des forces verti- ' cales''primaires et secondaires, et il n'y a par conséquent aucuns , couple de basculement ou renversement' transversal.
De, faibles coupes d'avant en arrièr.e, tant primaires que secon- daires sont introduits, -.mais en raison de la légèreté des organes des pompes de balayage 35, 136 et 137, de leur course relativement courte et de la grande proximité 'réciproque des centres des pompes, ces cou- pies sont d'importance négligeable..
Avec trois'pompes à double effet 35, 136 et 137, déphasées de
120 , on obtient six décharges égales à 60 correspondant avec six périodes de balayage pour les cylindres des unités motrices 1 à 6.
La-pression dans le réservoir d'air 32 reste constante pendant le cy- cle, en assurant un balayage égal affectif dans les cylindres des unités-motrices 1 à 6.
.Comme les pompes' 35, 136 'et 137 sont d'alésage relativement grand pt peuvent être aisément disposées côté à cote,'leur course peut être relativement courte, en donnant de faibles vitesses de piston et, avec de larges emplacements disponibles pour les clapets ou soupapes, les vitesses d'air et les pertes'de pompage'sont faibles, en procu- rant un rendement mécanique amélioré.
En cas d'avarie de l'une quelconque des pompes 35, 136 et 137,
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l'air des doux autres est suffisant pour actionner le moteur à puis- sance réduite.
L'ordre des manivelles des unités motrices au lieu d'être 1 - 5- 3 - 6 - 2 - 1,'peut être 1 - 4 - 2 - 6 - 3 - 5, les pompes étant re- liées aux têtes de crosse des unités motrices 4, 5 et 6.
L'invention procure divers avantages par rapport aux agencements précélemment employés, y compris: aucun accroissement de la longueur totale du moteur; aucune force verticale primaire ou force verticale secondaire non équilibrée et aucun couple de basculement ou renverse- ment ; aucun ajustement ou réglage de poids ou niasses à mouvement al- ternatif d'unités motrices verticales pour obtenir l'équilibrage, une pression d'air uniforme dans le réservoir à air de balayage dans tou- te l'étendue du cycle, procurant une alimentation égale d'air de b@- layage pour tous les cylindres et se traduisant par un rendement de combustion uniforme et une consommation réduite de combustible;
des vitesses faibles d'écoulement d'air aux valves ou soupapes avec de faibles pertes de pompage se traduisant par un rendement mécanique plus élevé du moteur, et une plus grande sécurité du fait que deux pompes, à elles seules, permettent au moteur de fonctionner à puissan- ce réduite.
L'invention peut être appliquée à des moteurs à combustion inter- ne, six cylindres, à vilebrequin unique, autres que celui décrit plus haut.
REVENDICATIONS.
1. Un moteur à vilebrequin unique, à 'six cylindres, du type à combustion interne dont l'ordre des manivelles des unités motrices numérotées consécutivement de 1 à 6, est 1 - 5 - 5 - 6 - 2 - 4.ou al- ternativement, 1 - 4 - 2 - 6 - 3 - 5, dans lequel trois pompes de ba-, layage sont actionnées par des leviers s'étendant latéralement à par- tir des tâtas de crusse des unités motrices Nos 1, 2 et 5 respective- ment ou, alternativement, à partir des bêtes de crosse des unités mo- trices 4, 5 et 6 respectivement, en assurant ainsi l'équilibrage des forces et couples primaires et secondaires engendrés par les masses' en déplacement alternatif du moteur.