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MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A DEUX TEMPS ET A PISTONS OPPOSES.
La présente invention concerne les moteurs à combustion interne à deux temps du type à pistons opposés, dans lesquels le piston principal commande les crifices de balayage et est accouplé à un maneton du vilebre- quin, tandis que l'autre piston sert de tiroir d'échappement et est connec- té à deux excentriques solidaires du vilebrequin et placés de part et d'au- tre du maneton.
La particularité de l'invention consiste en ce que dans le mécanis- me de transmission du mouvement reliant le piston formant tiroir d'échappe- ment aux excentriques sont intercalés un ou plusieurs leviers à bras inégaux de telle manière que la course du piston formant tiroir devienne très supé- rieure au diamètre du cercle décrit par les centres des excentriques.
On obtient ainsi un moteur dans lequel la course du piston for- mant tiroir est sensiblement augmentée par rapport à celle qu'il présente dans les moteurs connus du type correspondant, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter les dimensions et l'excentricité des excentriques au delà des limites usuelles qui sont déterminées par l'espace disponible dans la plaque de fondation et le carter du vilebrequin, par l'équilibrage statique et dy- namique de ce vilebrequin, et aussi en partie par des considérations concer- nant les pertes résultant du frottement dans le mécanisme à excentriques.
Grâce à l'augmentation de la course du piston d'échappement, on obtient une course totale plus grande qui se traduit par une puissance ac- crue de la machine. Cette augmentation de la puissance peut atteindre 12 à 25% pour une augmentation de la course du piston formant tiroir d'échap- pement de 50 à 100 % par rapport au maximum de la course réalisable jusqu'i- ci, laquelle atteint environ 1/3'de la course du piston principal.
Par ailleurs, et grâce à la plus grande vitesse du piston formant tiroir d'échappement, il devient possible de créer des conditions d'échappe- ment plus favorables par couverture rapide d'une grande section d'échappe- ment au début de la période d'échappement. Finalement, la plus grande cour-
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se du tiroir d'échappement offre la possibilité d'une commande plus aisée ainsi qu'il a été décrit dans le brevet belgg n 504.607 sous le titre "Moteur à combustion interne réversible à deux temps, à balayage unidirec- tionnel et à pistons opposés",
Les moteurs à combustion interne à deux temps du type auquel se rapporte l'invention sont le plus souvent construits de façon que le pis- ton formant tiroir d'échappement soit relié à des tiges de traction,
mobi- les dans la direction axiale du cylindre à l'intérieur du bâti et se termi- nant éventuellement dans des traverses communes, 'Dans les moteurs de ce genre, chacune des tiges de traction ou des traverses peut dans un mode de réalisation avantageux de l'invention être articulée en un point de l'un de deux leviers à bras inégaux tourillonnant dans le bâti de la machine, lesquels leviers sont disposés transversalement par rapport à la direction longitudinale du vilebrequin, de part et d'autre du maneton, et pivotant au- tour d'un axe parallèle à l'axe du vilebrequin, tandis que chacun des col- liers d'excentrique est connecté à l'un de ces leviers en un point situé entre l'axe de pivotement du levier et l'axe d'articulation des tiges de traction ou dé leurs traverses.
De cette manière le mécanisme à leviers, qui caractérise l'inven- tion, peut être adapté très facilement et naturellement à la structure gé- nérale du moteur. Le mécanisme à leviers peut être complètement protégé et enfermé à l'intérieur du carter de vilebrequin dans les plans des excen- triques, où l'espaça, nécessaire est déjà disponible ou devient disponible par la suppression des crosses et de leurs glissières jusqu'ici nécessaires pour le guidage rectiligne des extrémités libres des colliers d'excentriques ce qui assure déjà une simplification et une réduction du prix de revient Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, les tiges de trac- tion peuvent être guidées axialement dans des douilles solidaires du bâti du moteur,
des bielles étant alors intercalées entre les leviers et les ti- ges de traction ou leurs traverses.
Si on désire donner au tiroir d'échappement une certaine avance par rapport au piston principal, on peut y arriver suivant l'invention, en disposant le point d'articulation du collier d'excentrique sur le le- vier à bras inégaux de telle façon que la ligne reliant ce point et l'axe du vilebrequin soit inclinée sur la direction des points morts du maneton principal, d'un angle correspondant à l'avance angulaire désirée pour le pis- ton d'échappement, tandis que les disques d'excentrique sont décalés de 180 par rapport au maneton principal, Il en résulte des avantages importants . en ce qui concerne la fabrication et l'équilibrage du vilebrequin.
On peut enfin utiliser le dispositif à leviers suivant l'inven- tion pour obtenir des variations du décalage de phase entre les pistons, en rendant déplaçables parallèlement à eux-mêmes les axes dé pivotement des leviers de telle manière qu'un déplacement des axes de pivotement en- traîne un décalage angulaire des colliers d'excentrique par rapport aux dis- ques d'excentrique correspondants. Oa peut de préférence utiliser ce déca- lage pour faire varier l'avance du tiroir d'échappement en vue du renverse- ment de la marche du moteur.
La description qui va suivre'en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fige 1 est une coupe verticale schématique d'un moteur à combus- tion interne à deux temps et à simple effet comportant des pistons opposés, faite de façon à montrer le mécanisme d'entraînement associé au piston prin- cipal,
La fig. 2 est une coupe verticale analogue faite de façon à mon- trer une moitié du mécanisme d'entraînement associé au piston formant ti- roir d'échappement.
Le moteur représenté,qui peut comporter un nombre quelconque de @
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cylindres identiques actionnant un vilebrequin commuln, ,comporte un bâti 1 dans lequel chaque cylindre 2 est suspendu'd'une manière, appropriée non re- présentée. Chaque cylindre est constitué d'une façon .générale par un tube cylindrique ouvert aux deux extrémités.
En un point voisin de l'extrémité inférieure sont pratiqués des orifices de balayage 3 disposés selon une ran- gée périphérique, et en un autre point voisin de l'extrémité supérieure sont pratiqués des orifices d'échappement 4 également disposés suivant une rangée périphérique, Les orifices de balayage sont commandés de la manière usuelle par le piston principal 5, dont le mécanisme de transmission comprend une - tige de piston 7, une crosse 8, une glissière 9, une bielle 10 et un maneton
11 solidaire du vilebrequin, dont l'axe est indiqué en 12. Le centre du ma- neton 11 décrit un cercle 22 travé en traits mixtes sur'la fig. 1. Le sens de la rotation est indiqué par une flèche.
Les orifices d'échappement 4 sont commandés d'une manière similai- re connue en soi par un tiroir d'échappement 6 constitue par un piston ayant le même diamètre que le piston -principal et se déplaçant sensiblement en op- position avec celui-ci. Le tiroir d'échappement 6 est monté sur une tra- verse 13 reliée par quatre ti es de traction 14 (dont deux seulement sont visibles sur les fige. 1 et 2) à deux traverses 15 disposées de part et d'au- tre de la bielle principale 10, et orientées transversalement par rapport à la direction axiale du vilebrequin. Les tiges de traction sont guidées de façon à coulisser longitudinalement dans des douilles appropriées (non représentées) solidaires du bâti fixe de la machine.
Ainsi que le montre la fig. 2, chacune des traverses 15 est reliée par une bielle 16 à l'extrémité libre d'un levier 17 orienté transversale- ment par rapport à la direction axiale du vilebrequin, et pivotant sur un tourillon 18 dont l'axe est parallèle à celui du vilebrequin et qui est sup- posé fixe. En un point du levier situé entre le tourillon 18 et son extré- mité libre est articulé un collier d'excentrique 19 entourant un disque d'ex- centrique 20 calé sur le vilebrequin immédiatement à côté du maneton prin- cipal 11, et dont l'excentricité est diamétralement opposée à celle du mane- ton principal par rapport à l'axe 12 du vilebrequin. Le centre de l'excen- trique décrit un cercle excentré 21 dont le diamètre correspond à l'ampli- tude du mouvement transmis directement par le collier d'excentrique.
Pour des raisons d'ordre pratique, il n'est pas possible ni conve- nable de donner au cercle excentré 21 un diamètre supérieur à 1/3 du diamètre du cercle 22 décrit par le maneton, mais, étant donné l'amplification du mou- vement obtenue par l'insertion du levier 17 à bras inégaux dans le mécanis- me de transmission du tiroir d'échappement 6, la course de ce dernier peut être rendue très supérieure à 1/3 de la course du piston principal.
Dans l'exemple représenté, cette amplification du mouvement est un peu supérieureà deux,de sorte que la course du tiroir d'échappement est augmentée depuis au plus 1/3 de la course du piston principal jusqu'à plus de 2/3 de cette course, sans aucune modification des dimensions de l'excentrique ni de l'espace nécessaire dans la direction transversale du moteur, La puissance plus grande que doit transmettre le piston d'échappe- ment au vilebrequin peut exiger une augmentation de la largeur des disques d'excentrique, qui à son tour peut entraîner une certaine augmentation de la longueur totale du moteur, mais ceci ne constitue pas un grave inconvé- nient en comparaison de l'augmentation du rendement et d'autres avantages résultant de l'augmentation de la course du tiroir d'échappement.
Le décalage de phase très désirable entre les pistons opposés, qui était obtenu jusqu'ici par le fait que les disques d'excentrique n'étaient pas tout à fait diamétralement opposés,au maneton de vilebrequin correspon- dant, mais étaient décalés de l'avance angulaire, peut être obtenu dans le moteur suivant l'invention par une inclinaison de l'axe longitudinal du col- lier d'excentrique par rapport à la direction des points morts du maneton de vilebrequin correspondant, en conservant-'un décalage-angulaire entre ce maneton et les disques d'excentrique de 180 exactement. Ceci est impor- tant aussi bien pour la fabrication du:Vilebrequin que pour son équilibrage
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statique et dynamique. L'inclinaison du collier d'excentrique,que montre la fig. 2 donne une avance angulaire supérieur à 15 .
Dans de nombreux cas il sera nécessaire de prévoir des avances angulaires bien inférieures qui seront obtenues par des inclinaisons correspondantes plus petites du collier d'excentrique, On peut également prévoir une avance angulaire variable en montant le tourillon 18 des leviers 17 à bras inégaux de façon qu'il soit déplaçable dans le bâti du moteur, son axe restant parallèle à l'axe 12 du vilebrequin, de telle manière que la position angulaire du collier d'excen- trique par rapport à la direction des points morts du maneton principal soit modifiée par ce déplacement. On peut obtenir un déplacement suffisamment grand pour que l'avance angulaire soit réduite à zéro ou devienne même néga- tive, ce qui est particulièrement avantageux' dans les moteurs qui doivent pouvoir tourner dans les deux sens de rotation.
Le mécanisme permettant le déplacement du tourillon 18 peut être construit d'une manière appropriée quelconque, et il n'est pas nécessaire de le décrire en détail.
Les moteurs suivant l'invention peuvent être à simple effet comme celui de l'exemple qui vient d'être décrit, ou à double effet, l'extrémité inférieure du cylindre contenant alors d'une manière connue en soi un pis- ton formant tiroir d'échappement accouplé au piston d'échappe.ment supérieur par 1*intermédiaire des tiges de traction de celui-ci, de sorte que ces deux tiroirs d'échappement se déplacent ensemble et sensiblement en opposition de phase avec le piston principal, qui commande l'admission de l'air de balayage dans les chambres supérieure et inférieure du cylindre en passant alternativement en deçà des orifices de balayage vers le bas et au-delà vers le haut. Dans ce cas, ces orifices de balayage sont prévus sensiblement au milieu du cylindre.
. Dans un moteur à simple effet, le piston principal peut se présen- ter sous la forme d'un piston à fourreau.
Les tiges de traction qui assurent la liaison entre le ou les ti- roirs d'échappement et le mécanisme à excentriques peuvent être prévues au nombre de deux ou plus, de préférence au nombre de quatre. Dans un moteur à double effet, ces tiges sont fixées par leurs extrémités inférieures à une traverse commune ou à un balancier commun sur lequel est monté le tiroir d'é- chappement inférieur.
L'invention s'applique particulièrement bien aux grands moteurs fixes ou marins à cylindres multiples.
REVENDICATIONS.
La présente invention comprend notamment:
1. - Un moteur à combustion interne à deux temps et à pistons op- posés, dans lequel le piston principal commande les orifices de balayage et est relié à un maneton du vilebrequin, tandis que l'autre piston sert de tiroir d'échappement et est relié à deux excentriques montés sur le vilebre- quin de part et d'autre du maneton principal, caractérisé en ce que le mé- canisme de transmission reliant le piston formant tiroir d'échappement aux excentriques comporte un ou plusieurs' leviersà bras inégaux agencés de tel- le façon que la course du piston commandant l'échappement devienne sensible- ment plus grande que le diamètre du cercle décrit par le centre des excen- triques.
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