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PERFECTIONNEMENTS APPORTES A DES MACHINES, DONT LES PISTONS CONSTITUENT- AU MOINS TEMPORAIREMENT; DES PISTONS SEMI-LIBRES.
L'invention est relative à des machines, dont les pistons constituent, au moins temporairement, des pistons semi-libres, c'est-à- dire à des machines comportant une partie motrice et une partie compres- seur et dont l'équipage mobile ou les équipages mobiles ont, au moins pour certains de leurs régimes, l'un de leurs points morts fixe (ce point mort est généralement le point mort extérieur), tandis que l'autre point mort est variable.
La constance de l'un des points morts, pour au moins certains des régimes 'de la machine, est obtenue par un mécanisme cinématique qui, dans les machines de ce genre possédant deux équipages mobiles à mouvements opposés, joue, de préférence, en même temps le rôle de dispositif de syn- chronisation de ces équipages et qui comporte, de part et d'autre du cylin- dre-moteur de la partie motrice, un ensemble bielle-manivelle.
Lorsque le point mort fixe, généralement, le point mort exté- rieur est atteint, chacun des deux ensembles constituant ledit mécanisme se trouve dans sa position alignée et la manivelle passe par cette position, en continuant son mouvement de rotation sans changement de sens.
L'invention a pour but de rendre telles les machines du genre en question qu'elles répondent mieux que jusqu'à présent aux divers desi- derata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à relier entre eux les deux sus- dits ensembles, de préférence leurs manivelles, par un dispositif cinémati- que qui, à chaque moment maintient les éléments analogues des deux ensembles, notamment les deux manivelles, dans leur position mutuelle voulue.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en cer- taines autres dispositions qui s'utilisent, de préférence, en même temps et
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dont il sera parlé plus explicitement ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application ainsi que certains modes de réalisation desdites dispositions et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les machines du genre en question comportant application de ces mêmes dispo- sitions, les éléments spéciaux propres à leur établissement ainsi que les installations fixes ou mobiles comportant de telles machines.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à'l'aide du complément de description qui suit ainsi'que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La figure unique de ce dessin montre schématiquement et en cou- pe axiale un moto-compresseur établi selon l'invention.
Selon l'invention et plus spécialement selon celui de ses modes d'application ainsi que selon ceux des divers modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préféren- ce, se proposant, par exemple, d'établir un moto-compresseur ayant deux é= quipages mobiles travaillant en sens opposés et constituant, au moins pour certains régimes de la machine, des pistons semi-libres, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On fait comporter à ce moto-compresseur un cylindre-moteur 1, mu- ni d'ouvertures d'admission 2 et d'échappement 3. Ces ouvertures sont comman- dées par deux pistons-moteurs 4 et 5 qui travaillent en sens opposé, dans le- dit cylindre 1, et qui accomplissent un cycle à deux temps selon le procédé Diesel. L'injection du combustible a lieu dans le centre du cylindre-moteur 1, par un injecteur de combustible non représenté qui injecte du combustible dans la chambre de combustion, formée à l'intérieur du cylindre 1, entre les têtes des deux pistons-moteurs, lorsque ceux-ci se trouvent au voisinage de leur point mort intérieur.
Les pistons-moteurs 4 et 5 font partie de deux équipages mobiles opposés. Chaque équipagé mobile comporte en plus du piston-moteur, encore un piston compresseur désigné.dans le dessin par 6 et 7. Ces pistons compres- seurs qui sont solidaires des pistons-moteurs travaillent dans des cylindres compresseurs 8 et 9, prévus aux extrémités d'un carter 10 qui entoure le cy- lindre moteur 1.
Chaque cylindre-compresseur est muni, dans sa paroi terminale faisant culasse, d'une soupape d'aspiration 11 et d'une soupape de refoule- ment 12.
Le mouvement vers l'extérieur des équipages mobiles est obtenu par la combustion du combustible dans le cylindre-moteur. Lors de ce mouve- ment vers l'extérieur, l'air se trouvant dans le cylindre compresseur est com- primé et refoulé par les soupapes 12. Pour assurer le mouvement de retour des équipages mobiles à leur.point mort intérieur, des matelas d'air 13 sont em- prisonnés, à l'intérieur des pistons 4 et 5 établis creux à cet effet, entre leur fond et des tiges fixes 14 rentrant dans le creux des pistons 4 et 5.
Ces matelas emmagasinent une partie de l'énergie développée par la combustion du combustible dans le cylindre moteur, lorsque les équipages mobiles accom- plissent leur' course vers l'extérieur et ils restituent cette énergie à ces équipages, lorsque ceux-ci retournent vers leur point mort intérieur.
Les mouvements des deux équipages mobiles sont synchronisés par un mécanisme de synchronisation comportant deux ensembles bielle-manivelle, disposés de part et d'autre du cylindre-moteur. Chacun de ces ensembles est constitué par une manivelle 15 ayant la forme d'un levier à deux bras et tour- nant à l'aide d'un tourillon 16 autour d'un axe fixe. Les extrémités de cha- que manivelle 15 sont reliées, par des bielles 17, respectivement aux équi- pages mobiles 4-6 et 5-7.
Les deux ensembles 15-16-17 sont, en outre, agencés de façon tel- le qu'ils déterminent le point mort extérieur des équipages mobiles, lorsque ces équipages travaillent en tant que pistons semi-libres. En effet, pour ce
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mode de travail, le point mort extérieur des équipages mobiles est fixe et celui représenté par le dessin, tandis que le point mort intérieur des équi- pages mobiles est variable. Au moment où les équipages mobiles atteignent leur point mort extérieur, les deux ensembles bielle-manivelle se trouvent dans leur position alignée, ce qui détermine justement le point mort exté- rieur des équipages mobiles.
Les deux manivelles 15 continuent, au moment où les équipages mobiles ont atteint leur point mort extérieur, leur rotation dans le même sens, jusqu'au moment où, de nouveau, les points morts inté- rieurs des équipages mobiles sont atteints. C'est alors seulement que les manivelles inversent léur mouvement. Il est à noter que les ensembles bielle- manivelle, pour le point mort intérieur, forment une ligne brisée.
Il est important que les manivelles 15 des deux ensembles bielle- manivelle conservent toujours, l'un par rapport à l'autre, des positions mu- tuelles déterminées et que, notamment, tous les deux continuent leur rota- tion sans changement de sens, au moment où ces ensembles passent par la po- sition qui correspond au point mort extérieur des équipages mobiles.
Afin de maintenir à chaque moment les positions mutuelles voulues des manivelles 15, on relie ces manivelles, selon la disposition principale de l'invention, par un dispositif cinématique approprié.
Il est évident que ce dispositif cinématique peut être réalisé de plusieurs façons et que le mode d'exécution dépend notamment des mouve- ments que les deux manivelles 15 doivent exécuter l'un par rapport à l'autre.
Il semble particulièrement intéressant de faire en sorte que les deux mani- velles 15, et par conséquent les bielles 17 des deux ensembles, soient tou- jours parallèles l'une par rapport à l'autre. Dans ce cas, le dispositif ci- nématique prévu entre les manivelles peut être constitué par des pignons 18- 19 calés respectivement sur les axes 16 de l'un et l'autre des deux ensembles bielle-manivelle et par deux autres pignons 20-21 en prise respectivement avec les pignons 18 et 19 et-calés sur un arbre transversal 22 qui s'étend par exemple au-dessous ou au-dessus du cylindre-moteur 1.
Il est évident que le dispositif cinématique constitué par les quatre pignons 18 à 21 et l'arbre 22 s'oppose à tout croisement accidentel des manivelles et des bielles faisant partie des deux ensembles bielle-mani- velle disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal de la machine.
Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux, on peut profiter de la présence de ce dispositif cinématique pour équilibrer partiel- lement ou totalement les effets du couple d'inertie dus au parallélisme des bielles disposées de part et d'autre de l'axe longitudinal de la machine. En effet,étant donné que les pignons 20 et 21 tournent en sens inverse des mas- ses des manivelles 15 et des roues dentées 18,19 solidaires de ces manivel- les, on peut obtenir un coupe antagoniste annulant le couple principal, en proportionnant de façon utile les masses rotatives tournant dans un sens et dans l'autre.
De préférence, on utilise le mouvement rotatif de l'arbre trans- versal 22 pour entraîner certains dispositifs auxiliaires, notamment la pom- pe d'injection assurant l'injection du combustible dans le cylindre moteur.
Il est alors utile d'augmenter la vitesse de rotation de l'arbre transver- sal 22, par rapport à celle des manivelles 15, en donnant aux pignons 18-19, d'une part, et 20-21, d'autre part, des diamètres qui assurent une multipli- cation du mouvement rotatif des pignons 20-21. Cependant, il faut faire en sorte que l'angle de rotation de l'arbre 22, pour une course aller et retour en semi-libre, reste inférieur à un tour complet, pour que la came ou les cames entrainées par l'arbre 22 n'agissent qu'une seule fois par oscillation complète.
Le parallèlisme des manivelles et bielles des deux ensembles 15- 16-17 a encore l'avantage de permettre la suppression des glissières ou au- tre moyen de guidage nécessaires jusqu'à présent dans les machines à pistons opposés et comportant un mécanisme de synchronisation dont les bielles et manivelles se croisaient lors de leur mouvement.
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Quel que soit le mode de réalisation de l'invention adopté, ôn obtient toujours une machine travaillant, au moins pour certains régimes,-*en semi-libre, dont le fonctionnement et les avantages ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer à leur sujet dans aucune explication supplémentaire.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'applica- tion non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses divérses parties' ayant été plus particulièrement envisagés, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celle où on appliquerait la disposition prin- cipale de la présente invention à une machine libre pour laquelle le fonc- tionnement en semi-libre serait dû à un accident.