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MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A DOUBLE EFFET.
L'invention est relative à. un moteur à combustion interne à deux temps avec -balayage à travers le carter qui est relié aux deux ou plusieurs lumières d'admission s'ouvrant dans le cylindre, dont le recou- vrement et le découvrement sont contrôles par le piston, lesdites lumières étant découvertes peu avant l'achèvement de la course de détente, et avec une ou plusieurs lumières d'échappement pour l'évacuation des produits de la combustion, également contrôlées par le piston.
Ie moteur à double effet décrit dans le brevet principal fonctionne suivant un cycle à deux temps, en ce sens que le mélange combustible est introduit à l'état précomprimé dans le cylindre, oû il est succes- sivement soumis au temps de compression et au temps de détente, l'échappement des gaz de combustion et l'introduction de gaz frais précmprimés se faisant avant un nouveau temps de compression.
Ce moteur est à double effet, du fait que l'aspiration de l'air extérieur et sa compression préalable sont réalisées dans le carter, par l'effet de la face postérieure du piston.
Le mélange préccmprimé est évacué du carter à travers un canal ou passage de trop-plein ou de transvasement de ce mélange dans le cylindre moteur.
Ce canal de trop-plein ou de transvasement regoit également en tout premier lieu des gaz brûlés, à la fin du temps d'expansion ou de détente. Grâce au tiroir faisant l'objet de la présente invention, cette fraction des az brûlés s'échappant dans le canal de transvasement ne trouve pas d'issue dans le carter, mais sera refoulée par l'arrivée de gaz frais préccmprimés provenant du carter et balayée jusqu'à la lumière d'échappement vers l'atmosphère.
D'une manière générale., l'invention concerne donc un moteur à combustion interne fonctionnant suivant le cycle à deux temps du type men-
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tionné au début du présent mémoire, ce moteur étant caractérisé en ce que le s divers orifices d'admission sont en communication avec un passage de trop-plein ou de transvasement commun, dont l'orifice débouchant dans le carter est contrôlé par un tiroir placé sous la commande de l'arbre à ma,- nivelle.
Suivant une particularité de l' invention, le tiroir mt par l'arbre à manivelle contrble également l'admission du mélange gazeux frais dans le carter.
Suivant une forme d'exécution particulière de l'invention, toutes les lumières d'admission sont reliées à un conduit de transvasement commun aboutissant à la face d'un tiroir à l'intérieur du carter, le recou- vrement et le découvrement dudit carter étant contrôlés par un tiroir à disque ayant marne axe que l'arbre de manivelle, et relié à l'arbre de ma- nivelle.
Dans un moteur à combustion interne ayant un seul palier principal, le tiroir à disque suivant l'invention peut avantageusement co- opérer avec une glace agencée sur la paroi du carter qui est opposée au palier principal, ledit tiroir à disque étant supporté par ailleurs de ma- nière connue en soi par un pivqt tourillonné dans ladite paroi, et relié à la manivelle par l'intermédiaire d'un bouton monté excentriquement dans le tiroir à disque On obtient un type très simple de moteur à combus- tion interne lorsque le bras de manivelle suivant l'invention est conformé en tiroir à disque
Un contrôle très poussé des conditions de fonctionnement du cylindre peut être atteint si la paroi du carter avec laquelle le tiroir à disque coopère suivant l'invention est pourvue,
en plus de l'ouverture du conduite de transvasement, d'une ouverture reliée de manière connue en soi au carburateur du moteur. Dans un telmoteur, il est possible d'attein- dre tous les avantages afférents au contrôla du transvasement et au con- trble de l'admission au carter sans prévoir des éléments additionnels de nature à compliquer le moteur.
Dans une forme de réalisation convenable du moteur à canbus- tion interne suivant l'invention, l'ouverture additionnelle précitée peut être disposée à une distance à l'axe de rotation du tiroir à disque diffé- rente de la distance à l'orifice du conduit de transvasement. En outre le- dit tiroir à disque présente une ouverture qui, pour une certaine position du tiroir à disque, communique avec l'ouverture additionnelle dans la pa- roi du cartera
Suivant l'invention, le tiroir peut prendre la forme d'une roue à aubes ou à palettes.
Pendant son passage dans la roue à aubes ou à palettes, il est communiqué à l'air une énergie cinétique qui donne lieu à un rendement volumétrique supérieur ce qui fait qu'une charge supérieure d'air et de gaz peut être fournie au cylindre. En outre, le balayage du carter devient plus effectif. En plus, le mélange d'air et de combustible devient meil- leur, et l'on obtient un rendement amélioré, une pression intermédiaire su- périeure et une consommation de combustible moindre que dans le cas des moteurs connus de ce type.
Le moteur à combustion interne peut suivant l'invention être muni d'un organe de réglage agencé de telle façon que l'on puisse régler la durée d'ouverture des lumières d'évacuation de la roue à aubes pendant la marche du moteur.
Comme le degré de remplissage dépend du nombre de tours, la durée d'ouverture doit varier avec le nombre de tours si l'on veut maintenir le rendement sensiblement à la même valeur aux différentes vitesses. Habi- tuellement, il n'est pas possible de régler la durée d'admission en cours de marche du moteur; il est par conséquent nécessaire d'agencer le moteur
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de manière à obtenir un rendement convenable aux faibles vitesses aussi, mais ceci a été fait aux dépens d'une puissance élevée aux grandes vitesses.
Lorsque le moteur est muni d'un organe de réglage du type dont question, on peut atteindre un rendement convenable, pourtant, tant aux grandes qu'aux petites vitesses.
La liaison entre l'arbre de manivelle et le tiroir est réa- lisée généralement par une broche montée dans la bielle et passant dans un trou du tiroir, mais comme l'ouverture dans la glace d'un moteur à combus- tion interne suivant l'invention est située à un point tel que ledit trou du tiroir communiquera avec cette ouverture, il y aura des fuites et de l'air indésirable pourra pénétrer dans le carter.
Cet inconvénient peut être éliminé dans une forme de réali- sation suivant l'invention, d'un moteur à combustion interne dans lequel le tiroir présente un trou parallèle à l'axs de rotation et recevant une broche montée sur la bielle,ladite broche étant de diamètre inférieur à celui du trou, et en prévoyant en outre une garniture en matériau élastique entre le trou et la broche ,
Ladite garniture empechera ainsi la pénétration d'air indé- sirable, et un autre avantage de ce mode de construction sera que des vibrations et d'autres irrégularités entre organes mobiles seront compensées par une déformation de la garniture. la puissance d'un moteur à deux temps dépend dans une large mesure de l'importance de l'espace mort dans le carter et dans l'enveloppe limitée par le piston.
Plus est faible le volume total de tout l'espace vide dans le moteur, plus est grande la quantité d'air y aspirée et plus est grande la charge fournie au cylindre. Dans le but de réduire ledit volume autant que possible le carter peut, suivant l'invention, être pourvu d'un organe de remplissage conformé et disposé de manière à remplir une partie de la cavité du piston lorsque ce dernier est dans sa position inférieure .
Dans ce qui suit on décrit diverses formes de réalisation d'un moteur à combustion interne suivant l'invention, en se référant aux dessins, dans lesquels : - Figure 1 est une coupe d'un moteur à combustion interne avec le piston dans sa position de point mort centrale.
- Figure 2 est la même coupe avec le piston dans une position légèrement supérieure à sa position de point mort centrale, pendant le mouvement d'ascension du piston.
- Figure 3 est la même représentation avec le piston dans une position légèrement supérieure, tandis que - Figure 4 montre le piston dans la meme position qu'à la figure 2, mais pendant son mouvement de descente ; - Figure 5 est une coupe d'une autre forme de réalisation du moteur suivant l'invention ; - Figure 6 montre un tiroir a disque vu de cote, a échelle agrandie ; - Figure 7 montre un autre tiroir à disque, vu de côté; - Figure 8 est une coupe d'un cylindre et d'un carter d'un moteur à essence a deux temps, tandis que - Figure 9 est la meme représentation pour une autre posi,-- tion du piston;
- Figure 10 montre un détail du moteur représenté à la Figure 8, et - Figure 11 est un tiroir, tandis que
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- Figure 12 est une coupe d'une autre forme de réalisation d'un moteur a combustion interne suivant l'invention en plan, perpendiculairement a l'arbre de manivelle, et - Figure 13 montre la même représentation que la Figure 11, vue de dessus.
Le moteur à combustion interne montré aux Figures 1 a 4 comprend un carter 1 et un cylindre 2 avec un piston qui; par uns manivelle 4, est relié au bouton de manivelle 5 d'un arbre de manivelle 6 a double coudé 7. L'arbre de manivelle 7 est tourillonné dans le carter 1 dans le palier a billes 8.
Dans le carter 1 il y a un passage 9 correspondant a un conduit correspondant 10; il peut y avoir plusieurs passages qui sont reliés au passage 9 mais dans ce qui suit on décrit un moteur avec un passage seu- lement. Le transvasement des gaz frais du carter au cylindre est contrôlé par un tiroir à disque 11 fixé a un pivot 12 qui, par l'intermédiaire d'un palier à bills 13,prend appui dans le carter. Le tiroir a disque 11 est pourvu d'un trou excentré pour recevoir le bouton de manivelle 5. La lumière du passage 9, qui débouche dans le cylindre 2, est contrôlée par le piston, tandis que la lumière du passage 9, qui débouche dans la carter 1, est contrôlée par le tiroir 11.
Ie tiroir a disque 11 pour le moteur suivant les figures 1-4 est montré vu de cotà a la Figure 6 et il est prévu avec une fente allongée 14 concentrique au pivot 12 et dont la distance à ce dernier correspond a la distance de 1'orifice du passage 9 dans le carter, au pivot 12.
Ainsi une fois à chaque tour du tiroir a disque 11, la fente 14 découvrira l'orifice du passage 9, ledit orifice'étant coupé du carter pendant le reste du tour du tiroir à disque. En dimensionnant convenablement la longueur de la fente et en plaçant convenablement le trou qui coopère avec le bouton de manivelle, l'instant du découvrement et la durée de découvrement du passage peuvent être déterminés en fonction des besoins.
Ta conduit de transvasement 10 s'ouvre dans la paroi du cylindre par une lumière 15. Dans la paroi du cylindre il y a en outre une ou plusieurs lumières d'évacuation 16 par lesquelles les produits de la combustion peuvent s'échapper. Comme Il apparaît du dessins, les bords inférieurs desdites lumières sont situés au même niveau, tandis que les bords supérieurs des lumières -du conduit de transvasement sont situés légèrement plus haut que le bord supérieur du passage d'échappement. Ceci veut dire que les lumières 15 du conduit de transvasement sont découvertes par le piston pendant sa descente, peu avant que l'orifice d'échappement 16 ne le soit, tandis qu'inversement elles sont couvertes un peu plus tard que l'orifice d'échappement 16 pendant l'ascension du piston.
le moteur montré aux Figures 1-4 et 6 fonctionne comme suit:
Le mélange d'air et de combustible aspiré dans le carter hors du carburateur par une ouverture (non montrée) sera forcé d'entrer dans le cylindre lorsque les produits de la combustion ont quitté celui-ci. Ceci est réglé par le tiroir à disque 11 qui à ce moment découvre l'orifice de passage 9 aboutissant au carter. Lorsque le piston a parcouru la première partie de la course de détente, la lumière 15 est découverte, et une partie des produits de la combustion passera dans le conduit de transvasement 9, mais ne pourra pas (comme la:montre avec évidence la figure 4) pénétrer dans le carter puisque l'orifice est couvert par le disque 11.
Lorsque la lumière 16 est découverte, l'échappement commence, et lorsqu'il aura pris fin, l'orifice du passage 9 sera découvert par la fente 14.. Les gaz frais seront a présent obligés de monter dans le cylindre par la pression qui règne dans le carter comme il ressort avec évidence de la figure 2. Lorsque le piston, pendant son mouvement ascensionnel, a totalement couvert la lumière 16, la lumière 15 est encore légèrement ouver-
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te, et il pourra entrer encore un peu de gaz dans le cylindre comme on le voit avec évidence à la Figure 3, ce qui fait qu'on obtient une post-charge,
Lorsque la lumière 15 aura été fermée également, la compression commence et se poursuit pendant le reste de l'ascension du piston.
Ie tiroir à disque peut être utilisé pour contrôler la com- munication entre le carburateur et le carter comme il ressort avec éviden- ce de la figure 5 d'après laquelle une ouverture supplémentaire 18 de la paroi du carter est reliée au carburateur. On peut ou bien employer la me- me fente 14 pour le passage de transvasement et l'orifice 4.*admissions ou bien le tiroir à disque peut présenter une autre fente 17 (Figures 5 et 7) disposée à une distance du centre différant de celle de la fente 14, et la dite fente 17 peut dans ce cas coopérer avec une ouverture 18 de la paroi du carter à une distance correspondante du centre.
Le moteur à combustion interna exposé aux Figures 8-13 com- prend un cylindre 19 fixé à un carter 20, un plateau 21 étant monté entre les deux pièces, lequel plateau porte un bloc 14a faisant saillie vers le haut, avec plusieurs fentes conformées de manière telle que la bielle 22 et la broche de piston 23 peuvent se déplacer librement lorsque le piston 24 du moteur a son mouvement alternatif dans le cylindre. Le plateau 21 possède deux fentes annulaires pour recevoir des parties de la paroi latérale du piston dans sa position inférieure, et dans la paroi latérale du piston il y a des évidements pour recevoir les parties entre les fentes an- nulaireso Le plateau 21 et le bloc 14a forment en combinaison un organe de remplissage occupant une partie de l'espace dans le piston lorsqu'il est près de sa position inférieure,
réduisant ainsi l'espace mort dans le moteur le moteur est pourvu d'un arbre de manivelle 25 tourillonné dans un palier à rouleaux 26 et sur lequel est fixé un volant 27 avec un bouton de manivelle sur lequel est montée la bielle.
Dans le carter tourillonne en outre un arbre 28 auquel est fixé un tiroir à disque 29 ayant l'allure d'une roue à aubes ou à palettes. le tiroir est montré aux figures 11 et 13, où l'on voit qu'il a une dépression allongée 30 sur une de se s faces et une dépre ssion allongée 31 sur l'autre face, ces dépressions étant en communication avec la surface courbe du tiroir par de s passages radiaux 32 et 33. La face du tiroir 29 opposée à celle qui est du coté de la bielle est plane et coopère avec une glace du carter. Dans la face du tiroir il y a une ouverture 34 qui peut être reliée aux carburateur et qui communique avec la dépression 30 du tiroir.
La dépression 31 fait face au carter, dans lequel s'ouvre en outre un conduit de transvasement 35 communiquant avec les ouvertures dans la face courbe du tiroir. Le conduit de transvasement 35 se devise en deux passages 36 et 37 s'ouvrant dans le cylindre de part et d'autre de celui-ci.
Dans le tiroir 29 (figure 10) il y a un trou 31 qui est parallèle a l'axe de rotation et dans ledit trou il y a une broche 39 dans laquelle est pratiquée une rainure annulaire pour recevoir une bague 40 d'un matériau souple et d'un diamètre tel qu'elle s'adapte de façon étanche à l'air dans le trou 38.
La broche 29 est fixée à la bielle de telle sorte que le tiroir 29 participe au mouvement de rotation de l'arbre de manivelle. la dite bague 40 assure l'étanchéité à l'air de sorte qu'il ne peut pénétrer d'air indésirable dans le carter, en outre du fait que toutes irrégularités et vibrations seront absorbée s par le matériau souple. autour du tiroir 29, Figure 12, est montée une couronne 41 pourvue d'un orifice 42 correspondant aux orifices de la surface courbe du tiroir et situé en face de l'orifice du conduit de transvasement 35.
Par l'intermédiaire d'organes de transmission de mouvement, la couronne 41 est
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reliée à un régalateur entraîne par l'arbre de manivelle et elle sera mise en rotation dans un sens dépendant de l'augmentation ou de la diminution de la vitesse de rotation du moteur.
Lorsque le moteur fonctionne, de l'air et du combustible sont aspirés dans le carter par l'orifice 34, du fait du vide partiel produit par l'ascension du piston, la dépression 30 étant a ce moment particulier dans une position face à l'orifice 34, et pendant son écoulement par les passa- ges radiaux 32 du tiroir, il est communiqué à l'air aspiré une énergie ciné- tique appréciable, de sorte qu'il est projeté dans le carter à proximité des parois de celui-ci.
Lorsqu'ensuite le piston descend, l'orifice 34 ser couvert, tandis que la première partie des passages 33 viendra dans une po- sition en regard du passage de transvasement 35, et du fait de la surpres- sion produite dans le carter par le mouvement de descente du piston, le mé- lange d'air et de combustible dans le carter sera forcé de passer par la dépression 31 et de sortir par les passages 33, de sorte que l'air recevra de l'énergie cinétique de manière à être précipité dans les passages de transvasement 35, 36 et 37, et dans le cylindre. L'air et le gaz sont ain- si transportés à travers le carter de la périphérie du carter vers son centre, en conséquence de quoi ils sont effectivement mélangés, le balaya- ge du carter devenant également très efficace.
La grande force avec la- quelle l'air est précipité dans le cylindre produit un balayage très effi- cace du cylindre et augmente le rendement volumétrique..
Grâce a la couronne de réglage 41 le bord de coupure entre les passages 33 du tiroir et l'orifice du conduit de transvasement 35 peut etre déplacé, de sorte que l'instant et la durée de la communication entre le carter et le cylindre peuvent être changés, et en reliant la couronne de réglage 41 à un régulateur et en choisissant convenablement le dimensionne- ment relatif des organes on peut avoir un rendement convenable tant aux grandes qu'aux petites vitesses.
REVENDICATIONS. la Moteur à combustion interne fonctionnant suivant le cycle a deux temps avec balayage à travers le carter, qui est relié à deux ou plu- sieurs lumières d'admission débouchant dans le cylindre, dont le recouvre- ment et le découvrement sont contrblés par le piston, lesdites lumières étant découvertes peu avant l'achèvement de la course de détente, et avec une ou plusieurs lumières d'évacuation pour l'échappement des produits de la combustion, également contrôlées par le piston, caractérisé en ce que les divers orifices d'admission sont en communication avec un passage de transvasement commun dont l'orifice débouchant dans le carter est contrblé par un disque commandé par l'arbre à manivelle.