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MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A DOUBLE EFFET.
La présente invention est relative à un moteur à combustion interne à double effet avec balayage au travers du carter de la manivelle, qui est relie d'une part avec deux ou plusieurs lumières d'admission ou^- vrant dans le cylindre, lesdites lumières, dont la fermeture et l'ouverture sont contrôlas par le piston, étant ouvertes peu avant la fin de l'effet d'expension, et d'autre part, avec deux ou plusieurs lumières d'échappe- ment pour l'échappement des produits de la combustion, ces lumières étant également contrôlées par le piston.
On connaît des moteurs dans lesquels les organes de contrôle consistent en un tiroir cylindrique tournant qui repose dans une cavité pa- rallèle au bras de manivelle et est mis en mouvement par le bras de mani- velle, au moyen d'une transmission par chalne ou par engrenages. Ces or- ganes de transmission du mouvement apportent cependant une complication in- désirable du moteur.
On connalt aussi des moteurs dans lesquels l'échappement est contrôlé par la disposition dans le bras de manivelle d'un canal axial qui est relié avec un canal radial, ledit canal pouvant communiquer avec le canal d'évacuation, qui s'ouvre dans le palier de manivelle. Cette concep- tion, cependant, ne convient pas puisque, en premier lieu, elle affaiblit le bras de manivelle et a des effets contraires sur le palier, qui ne peut être un palier à rouleau et puisque le canal reliant le carter de la manivelle et le cylindre, devient long et tortueux créant ainsi une gran- de résistance.
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Les'moteurs connus avec échappement contrôlé, ont seulement une lumière d'échappement dans le cylindre, d'où il résulte un balayage très insuffisant du cylindre. De tels moteurs ne sont donc utilisés, en prati- que, en aucune façon digne d'être mentionnée.
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L'objet de l'invention est d'imaginer un très simple moteur à combustion interne, de ladite espèce, dans lequel tous les avantages inhé- rents à un contrôle de l'échappement sont obtenus sans les inconvénients rap- portés relativement aux moteurs connus, et de faire en sorte par ce moyen que toutes les lumières d'admission soient reliées à un canal d'échappement commun adjacent à une face du tiroir plan à l'intérieur du carter de mani- velle, la fermeture et l'ouverture dudit canal étant contrôlées par un tiroir- plan disoîdal, coaxial avec et relié au bras de manivelle.
Dans un moteur à combustion interne ayant un palier de mainvel- le unique, le tiroir-plan disocîdal suivant l'invention peut coopérer d'une manière adéquate avec une face plans d'un tiroir-plan sur la paroi du carter de manivelle opposée au palier de manivelle, ledit tiroir-plan disoïdal étant d'autre part implanté, d'une manière connue sur un goujon reposant sur ladite paroi et relié avec la manivelle au moyen d'un goujon monté ex- centriquement dans le tiroir-plan discordai. Une très simple conception du moteur à combustion interne est obtenue quand le bras de manivelle sui- vant l'invention est réalisé en forme de tiroir-plan discordai.
Un très substantiel réglage des conditions de marche dans le cylindre, peut être atteint si cette paroi du carter de manivelle, avec la- quelle le disque plan coopère suivant l'invention, est pourvu, en supplé- ment de l'ouverture d'échappement, d'une ouverture reliée, d'une manière connue, avec le carburateur du moteur. Dans un tel moteur, il est possible d'atteindre tous les avantages inhérents à un contrôle de l'échappement et de l'admission vers le carter de manivelle, sans la prévision d'organes additionnels compliquant le moteur.
Dans une forme d'exécution appropriée d'un moteur à eombustim interne suivant l'invention, l'ouverture additionnelle déjà citée peut être disposée à une distance telle de l'axe de rotation du tiroir discoidal qu'elle soit différente de la distance de l'orifice au canal d'échappement.
De plus, ledit tiroir discordai a une ouverture, qui dans une certaine po- sition de ce tiroir communique avec l'ouverture additionnelle dans la pa- roi du carter de manivelle.
Suivant l'invention, le tiroir-plan peut prendre la forme d'me roue à godets ou à aubes.
Durant son passage au travers de la roue à godets ou à aubes, l'air est par ce moyen doué d'une énergie cinétique qui donne un plus grand rendement volumétrique, grâce auquel une plus grande quantité d'air et de gaz peut être amenée au cylindre. De plus, le balayage du carter de la ma- nivelle devient plus effectif. En outre le mélange air-combustible devient meilleur et on obtient un rendement accru,une pression intermédiaire,plus élevée et une consommation de combustible plus faible que dans le cas des moteurs connus de ce genre.
Le moteur à combustion interne, peut, suivant l'invention, être pourvu d'un organe de réglage, adapté de manière telle que les intervalles pendant lesquels les lumières d'échappement du tuyau sont ouvertes, peuvent être-réglés pendant la marche du moteur.
Etant donné que le degré de remplissage dépend du nombre de révolutions, l'intervalle d'ouverture doit varier avec le nombre de révolu- tions si le rendement doit être maintenu d'une,façon substantielle à la mène valeur aux diverses vitesses. Ordinairement, il n'est pas possible de ré- gler l'intervalle d'admission pendant la marche du moteur ; est donc né- cessaire-de modifier le moteur de façon à obtenir un rendement approprié aux vitesses plus basses également, mais ceci doit être fait aux dépens d'un .rendement élevé aux grandes vitesses. -Quand le moteur est pourvu d'un or- gane de réglage du genre précité, un rendement adéquat peut cependant être atteint à la fois aux vitesses élevées et faibles.
La liaison entre le bras de manivelle et le tiroir-plan est gé- néralement réalisée au moyen d'une goupille montée dans la bielle et repo-
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sant dans une cavité dans le tiroir-plan,mais comme l'ouverture dans'la' face plane d'un moteur à combustion interne suivant l'invention est locali- sée à un point tel que ledit trou dans le tiroir-plan communiquera avec . cette ouverture, des faites surviendront et, de l'air indésirable sera à même de pénétrer à l'intérieur du carter de manivelle.
Cet inconvénient peut être éliminé, dans une forme d'exécution, suivant l'invention, d'un moteur à combustion interne, dans lequel le ti- roir-plan est pourvu, d'une cavité, parallèle à l'axe de rotation et ajusté à une goupille montée sur la bielle, ladite goupille étant d'un diamètre plus petit que celui de la cavité, du fait qu'il y a un organe de joint ou maté- riau élastique entre la cavité et la goupilla.
Ledit matériau élastique préviendra donc l'entrée d'air indési- ré, et un avantage supplémentaire de la conception est que les vibrations et autres irrégularités entre les organes mobiles sont compensés par une déformation de l'organe de joint.
Le rendement d'un moteur à double effet est très dépendant de l'importance du jeu dans le carter de manivelle et dans l'enveloppe limi- tée par le piston. Plus petit est le volume total de l'espace entier d'as- piration-dépression, dans le moteur, plus grande est la quantité d'air y aspiré et plus grande est la cylindrée fournie au cylindre. Afin de rédui- re ledit volume autant que possible, le carter de manivelle peut, suivant l'invention, être pourvu d'un organe de remplissage formé et disposé de fa- çon à remplir complètement une partie de la cavité dans le piston quand ce dernier est dans sa position inférieure.
Dans la suite, on décrit des formes variées d'exécution d'un moteur à combustion interne suivant l'exécution en référence aux dessins, dans lesquels - la figure 1 est une coupe d'un moteur à combustion interne avec le piston dans sa position inférieure de point mort; - la figure 2 montre la même coupe avec le piston dans une po- sition légèrement plus élevée que celle de la position inférieure de point mort, dans le mouvement ascendant du piston ; - la figure 3 montre la même coupe avec le piston dans une po- sition encore un peu plus élevée tandis que - la figure 4 montre le piston dans la même position qu'à la figure 2, mais pendant son mouvement descendant; - la figure 5 est une coupe d'une autre forme d'exécution d'un moteur suivant 1?invention; - la figure 6 montre un tiroir-plan discoidal, vu latéralement à une échelle agrandie;
- la figure 7 montre un autre tiroir-plan discoïdal, vu laté- ralement ; - la figure 8 est une coupe d'un cylindre et d'un carter de manivelle d'un moteur à benzine à double effet, tandis. que - la figure 9 est la même coupe dans une autre position du piston ; - la figure 10 montre un détail du moteur représenté en figure 8, et - la figure 11 est un tiroir-plan, tandis que - la figure 12 est une coupe d'une autre forme d'exécution d'un moteur à combustion interne suivant l'invention, dans un plan perpen- diculaire, au bras de manivelle, et - la figure 13 montre le même tiroir que la figure 11, vu du
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dessus.
Le moteur à combustion interne montré dans les figures l'à 4. consiste en un carter de manivelle 1 et un cylindre 2 avec un piston 3 qui, au moyen d'une bielle 4, est relié avec une goupille de manivelle.5 d'un bras de manivelle 6 avec une double manivelle 7. Le bras de manivelle 6 repose dans le carter de manivelle 1 dans le roulement à bille 8.--
Dans le carter de manivelle 1, on a un canal 9 en liaison avec un canal correspondant 10; il peut y avoir plusieurs canaux qui sont reliés avec le canal 9, mais dans la suite, on décrit un moteur avec un seul canal.
L'échappement des gaz neufs depuis le carter de manivelle, vers le cylindre. est contrôlé, au moyen d'un tiroir-plan discordai 11 attaché à un goujon 12 qui, au moyen d'un roulement à bille 13, repose dans le carter de manivel-; le, Le tiroir-plan discoidal 11 est pourvu d'une cavité excentrée pour re- cevoir la goupille de manivelle 5.
Le tiroir-plan discoïdal 11 pour le moteur suivant les figures 1 à 4 est représenté dans la figure 6 vu latéralement et est pourvu d'une fente longitudinale 14, concentrique avec le goujon 12, et dont la distan- ce à ce dernier est égale à la distance de l'orifice du canal 9 dans le cartér de manivelle au goujon 12. Donc,à chauqe révolution du tiroirs-plan discoidal 11, la fente 14 découvrira l'orifice du canal 9, ledit orifice étant, durant le reste de la révolution du tiroir-plan discoïdal, séparé du carter de manivelle. En proportionnant convenablement la longueur dè la fente et en plaçant adéquatement la cavité coopérant avec la goupille de manivelle, on peut déterminer le temps de découvrement et la longueur de l'intervalle non découvert pour le canal pour satisfaire aux conditions requises.
Le passage d'échappement 10 s'ouvre dans la paroi du cylindre par une lumière 15. Dans la paroi du cylindre, on a en plus une ou plu- sieurs lumières d'échappement 16, par lesquelles les produits de la com- bustion peuvent s'échapper. Comme le dessin le fait apparaître, les bords inférieurs desdites lumières sont situées au même niveau, tandis que les bords supérieurs des lumières du canal d'échappement sont situés légère- ment plus haut que le bord supérieur du canal d'échappement. Ceci signi- fie que les lumières 15 du passage d'échappement sont découvertes par le piston pendant son mouvement descendant, un peu avant la lumière d'échappe- ment 16, tandis que, inversement, elles sont recouvertes un peu plus tard que la lumière d'échappement 16 durant le mouvement ascendant du piston.
Le moteur décrit dans les figures 1 à 4 et 6 travaille comme suit :
Le mélange air-combustible aspiré du carburateur dans le carter de manivelle par une ouverture (non représentée), sera injecté dans le cy- lindre après que les produits de la combustion aient quitté le cylindre.
Ceci est réglé grâce au tiroir-plan discoidal 11 qui, à ce moment, découvre l'ouverture du canal 9 adjacent au carter de manivelle. Quand le piston s'est déplacé durant la première partie de l'effet d'expansion, la lumière 15 est découverte, et une partie des produits de la combustion passeront dans le canal d'échappement 9, mais seront incapables (comme il est évi- dent par le figure 4) d'entrer dans le carter de manivelle, puisque l'ou- verture est recouverte par le disque 11.
Quand la lumière 16 est découverte, l'échappement commencera et quand celui-ci est terminé, l'ouverture du canal 9 sera découverte par la fente 14. Les gaz neufs seront maintenant forcés de pénétrer dans le cylindre par la pression dans le carter de manivelle, comme il est évident de par l'examen de la figure 2. Quand le piston, durant son mouvement ascendant a totalement recouvert la lumière 16, la lumière 15 est encore légèrement ouverte, et une petite quantité de gaz sera encore à même de s'écouler, dans le cylindre, comme montré d'une façon évidente par la figu- re 3, grâce à quoi une augmentation de cylindrée est obtenue. Quand la
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lumière 15 a aussi été fermée, la compression est commencée et continue du- rant le mouvement ascendant ulté rieur du piston.
Le tiroir-plan discordai peut être utilisé au contrôle de la communication entre le carburateur et le carter de manivelle, comme montré d'une façon évidente par la figure 5, suivant laquelle une ouverture addi- tionnelle 18 dans la paroi du carter de manivelle est reliée au carburateur.
En outre, la même fente 14 peut être utilisée pour le conduit d'échappement et l'ouverture d'admission, ou le tiroir-plan discoidal peut être pourvu d'une autre fente 17 (figures 5 et 7), disposée à une distance du centre. différente de celle de la fente 14, et ladite fente 17 peut, dans ce cas, coopérer avec une ouverture 18 dans la paroi du carter de manivelle, à une distance correspondante du centre.
Le moteur à combustion interne représenté dans les figures 8 à
13-consiste en un cylindre 19 relié à un carter de manivelle 20, une plaque
21 étant intercalée entre lesdites parties, laquelle plaque est pourvue vers le haut d'un bloc surplombant 14a avec plusieurs fentes disposées de telle manière que la bielle 22 et la goupille de piston 23 puissent se mou- voir librement quand le piston 24 du moteur se meut alternativement dans le cylindre. La plaque 21 est pourvue de deux fentes annulaires pour rece- voir des parties de la paroi latérale du piston dans la position inférieure du piston, et dans la paroi latérale du piston, on a des évidements pour recevoir les sections entre les fentes annulaires.
La plaque 21 et le bloc 14a forment ensemble un organe de remplissage occupant une partie de l'espace dans le piston, quand il est voisin de sa position inférieure ré- duisant par là l'espace libre dans le moteur.
Le moteur est pourvu d'un bras de manivelle 25 reposant dans un roulement à bille 26 et sur lequel est fixé un volant 27 avec un bouton de manivelle sur lequel repose la bielle 22.
Dans le carter de manivelle, repose de plus un arbre 28 auquel est fixé un tiroir-plan discoidal 29, conçu sous forme d'une roue à godets ou à aubes. Le tiroir-plan est représenté dans les figures 11 et 13, re- présentation qui fait apparaître que ce tiroir-plan possède une cuvette longitudinale 30 d'un côté et une autre cuvette longitudinale 31 de l'autre côté, lesdites cuvettes étant en communication avec la surface courbe du tiroir-plan par des canaux radiaux 32 et 33. Un côté du tiroir-plan 29 faisant face à la bielle, est plat et coopère dans le carter de manivelle avec une face du tiroir-plan. Dans la face du tiroir, on a une ouverture 34 qui peut être reliée avec le carburateur et communique avec la cuvette 30 dans le tiroir-plan.
La cuvette 31 est dirigée vers le carter de manivelle, dans laquelle, en plus, débouche un canal 35 communiquant avec les ouvertures dans la surface courbe du tiroir-plan. Le canal d'échappement 35 se divise en deux canaux 36 et 37, donnant dans le cylindre sur l'un et l'autre côté de celui-ci.
Dans le tiroir-plan 29 (figure 10), on a une cavité 38 qui est parallèle à l'axe de rotation, et dans laquelle cavité est enlogée une goupille 39 dans laquelle est taillée une rainure pour la réception d'une bague 40 en un matériau élastique et d'un diamètre tel qu'elle s'emboîte d'une façon étanche dans la cavité 38. La goupille 39 est reliée à la bielle de façon que le tiroir-plan 29 participe à la rotation du bras de manivelle. Ladite bague 40 apporte une étanchéité telle qu'aucun air in- désiré ne puisse pénétrer dans le carter de manivelle, sans compter que toutes irrégularités et vibrations sont absorbées par le matériau élasti- que.
Autour du tiroir-plan 29, figure 12, on a un anneau 41 pour- vu d'un orifice 42 correspondant aux ouvertures dans la surface courbe du tiroir-plan et situé en regard de l'orifice du canal d'échappement 35. Au moyen d'organes pour la transmission du mouvement l'anneau 41 est relié
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avec un régulateur mû par l'arbre de manivelle, et sera mis en rotation' dans une direction dépendant de la vitesse croissante ou décroissante du moteur.
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Quand le moteur travaille, l'air et le combustible seront as- pirs dans le carter de manivelle au travers de l'ouverture 34 du fait du vide partiel produit par le mouvement ascendant du piston, la cuvette 30 étant, à ce moment particulier, en regard de l'ouverture 34, et, sur son passage à travers les canaux radiaux 32 du tiroir-plan, l'air y aspiré sera fourni avec une quantité appréciable d'énergie cinétique en sorte qu'il . est injecté dans le carter de manivelle près des parois de celui-ci.
- Quand le piston se meut subséquemment vers le bas, l'ouverture 34 sera recouver- te, tandis que la première partie du canal 33 viendra en face du canal d'é- chappement 35, et-du fait de la surpression produite dans le carter de ma- nivelle par le mouvement vers le bas du piston,'le mélange air-combustible dans le carter de manivelle sera dirigé dans la quvette 31: et'au delà, par les canaux 33, par lesquels l'air est doué d'une énergie cinétique telle qu'il soit lancé dans les canaux d'échappement 35 - 36 et 37 dans le cyon± dre. 'L'air et le gaz sont donc dirigés à travers le carter de manivelle de sa périphérie vers son centre, d'où il résulte qu'ils sont efficacement mé- langés, le balayge du carter de manivelle devenant également très efficace.
La grande force avec laquelle l'air est lancé dans le cylindre résulte d'un balayage très efficace du cylindre et améliore l'efficacité volumé- trique.
Au moyen de l'anneau d'ajustement 41,la séparation entre les canaux 33 du tiroir-plan et l'orifice du canal d'échappement 35 peut être déplacée, en sorte que le moment et la durée de communication entre le @ carter de manivelle et le cylindre peuvent être modifiés, et,, en reliant l'anneau 41 avec un régulateur et adaptant entr'elles les diverses dimen- sions, une efficacité adéquate est réalisable aussi bien aux vitesses élevées que faibles.
REVENDICATIONS.
1. Moteur à combustion interne à double effet avec balayage au travers du carter de manivelle, qui est relié avec deux ou .plusieurs lumières d'admission donnant dans le cylindre, et dont la couverture et l'ouverture sont contrôlées par le piston, lesdites lumières étant ouver- tes peu avant la fin de l'effet d'expension, et avec deux ou plusieurs lu- mières d'échappement pour l'échappement des produits de ;La combustion, ces lumières étant également contrôlées par le piston, mateur caractérisé en ce que les diverses ouvertures d'admission communiquent avec un canal commun d'échappement adjacent à la face d'un tiroir-plan dans l'intérieur du car- ter de manivelle, l'ouverture et la fermeture dudit canal étart contrôlées par un tiroir-plan discoïdal coaxial avec et relié au bras de manivelle.
2. Moteur à combustion interne à double effet, suivant la re- vendication 1, ayant un palier de manivelle unique, caractérisé en ce que le tiroir-pln discoidal coopère avec une face plane d'un tiroir-plan sur " la paroi du carter de manivelle opposée au palier de manivelle, ledit ti- , mir-plan discoidal étant, de manière connue, implanté sur un 'goujon repo- sant dans ladite paroi et relié avec la manivelle au moyen d'un goujon mon- té excentriquement dans le tiroir-plan discoldal.