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La présente invention se rapporte à un dispositif perfectionné pour la propulsion de véhicules routiers.
Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif perfectionné de propulsion pour véhicules routiers qui ait de bonnes carac- téristiques de consommation, un bon rendement thermique à charge partielle, un bon couple de puissance et de bonnes caraqtéristiques de démarrage et d'accélération. Un autre but de l'invention est d'éviter la nécessité d' une boîte de vitesses excepté pour la marche arrière, bien qu'il puisse être désirable de prévoir une vitesse de marche avant à très grande démul- tiplication.
Le dispositif de propulsion de la présente invention comprend un moteur à deux temps à injection de combustible qu sert uniquement à en- trainer un compresseur alimentant le moteur enccharges d'air, le moteur et le compresseur servant de générateur de gaz d'échappement qui sont en- voyés comme fluide moteur à une turbine entraînant les roues motrices du véhicule par l'intermédiaire d'engrenages réducteurs, le moteur comportant un dispositif qui fait varier son taux de compression afin que la pression maximum du moteur en marche soit limitée à la valeur désirée.
Dans les dessins annexés :
La figure 1 représente schématiquement un véhicule à moteur sui- vant l'invention.
La figure 2 est une vue en plan du même véhicule.
La figure 3 est une coupe, à plus grande échelle, suivant la li- gne III-III de la figure 2.
La figure 4 est un schéma d'une autre forme de réalisation d'un véhicule suivant l'invention.
La figure 5 est une vue en élévation à plus grande ééchelle, du moteur du véhicule représenté sur la figure 4.
La figure 6 est une vue de côté à plus grande échelle, partie en coupe, d'une turbine, boite de vitesse et cage de différentiel du véhi- cule des figures 1 et 2.
La figure 7 est une coupe horizontale, à plus grande échelle, de la turbine du véhicule des figures 1 et 2.
La figure 8 est une coupe verticale, à plus grande échelle, de la partie avant du moteur représenté sur la figure 5.
Le véhicule représenté sur les figures. 1 et 2 a un châssis 10 (figure 2) à l'avant duquel est monté un moteur à deux temps, quatre cylin- dres en V et injection de combustible 9, du type à allumage par compres- sion ayant comme d'habitude un radiateur 11 et un ventilateur 12.
A l'avant du même moteur 9 est monté un compresseur centrifuge 13 à deux étages entraîné par le moteur, et débitant par un conduit 14 dans un collecteur sous pression formant la pipe d'admission 40 du moteur 9. Le moteur 9 entraîne uniquement le compresseur 13 et les gaz produits par le moteur constituent le fluide moteur du véhicule, lequel fluide moteur pas- se d'un collecteur 15 dans un conduit diffuseur 16, de chaque côté du mo- teur 9. Le moteur 9 et le compresseur 14 forment ensemble un générateur de gaz. La puissance requise pour entraîner le compresseur 13 est calculée de façon à être en substance égale à la puissance développée par le moteur 9.
Les conduits diffuseurs 16 aboutissent à un conduit commun de
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fluide moteur 17 allant en substance de l'avant à l'arrière du véhicule.
Le conduit 17 de fluide moteur se compose d'un tube extérieur 27 et d'un tube intérieur 28 séparés par une couche d'isolant thermique 29 et un espace annulaire d'air 29a, comme le représente la figure 3.
Le conduit 17 de fluide moteur débouche à son extrémité arrière dans une chambre d'admission 18 d'une turbine 19 montée à l'arrière du véhicule. Après son passage dans la turbine 19, le fluide moteur passe dans les diffuseurs d'échappement 20, puis dans les tuyaux d'échappement 21.
La turbine 19 entraîne les roues motrices 24 par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses 22, contenant des engrenages de réduction, une marche arrière et, si nécessaire, une marche avant très démultipliée, et un différentiel normal 23. Les roues 24 sont portées par deux demi-essieux 25 portés par des bras de force 26.
Les autres détails du véhicule tels que la suspensianavant et la direction ne seront pas décrits, étant conformes à la pratique habituel- le.
La figure 4 représente une forme de réalisation modifiée d'un vé- hicule dont les parties non modifiées portent les,mêmes chiffres de réfé- rence que dans les figures précédentes, seules les pièces modifiées portant des chiffres de référence différente. La différence principale est que le moteur 31 est un quatre cylindres en ligne, et que par conséquent le fluide moteur provenant du moteur 31 passe par des collecteurs jumelés 32 et 33.du même côté du moteur, pour rejoindre un diffusas 34 unique débouchant dans un conduit de fluide moteur 35 oblique par rapport à l'axe longitu- dinal du véhicule, qui aboutit à une chambre d'admission 18 et à la turbine 19.
Après être passé par la turbine 19, le fluide moteur passe dans les diffuseurs d'échappement 37 menant aux tuyaux d'échappement 38. La turbine 19 entraîne les roues motrices 24 par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses 39. Les autres détails du véhicules sont conformesà la descrip- tion des figures 1 et 2.
Le moteur 31 représenté sur la figure 5 est celui du véhicule de la figure 4, mais à plus grande échelle, montrant plus clairement les deux étages du compresseur centrifugel3, le conduit 14 et le collecteur d'admis- sion sous pression 40.
La figure 8 est une vue détaillée des organes internes de l'avant du moteur, à plus grande échelle. L'entrée 50 du compresseur 13, garni d'au- tres directrices 49; conduit au @ 47 du premier étage, qui même à son tour à un rotor 48 du deuxième étage de compression, dont liéchappement pas- se dans le collecteur 40 (figure 5) par une volute 51, puis par les lumières d'admission du moteur (non représentées) disposées de façon normale sur une partie de la circonférence de l'alésage du cylindre.
Les rotors 47 et 48 sont montés sur un arbre 46 entraîné par le vilebrequin du moteur par l'intermédiaire d'engrenages multiplicateurs 42, 43, 44 et 45.
La figure 8 montre aussi un cylindre 52 du moteur à quatrecylindres, le cylindre 52 renferme un piston 53 connecté de façon normale au vilebre- quin 41. Le cylindre 52 est recouvert d'une culasse 54 qui possède un alé sage 55 dans lequel peut coulisser de façon étanche en plongeur 56, en vue de varier le taux de compression du moteur suivant la pression à la sortie du compresseur 13. Le plongeur 56 ne peut tourner et comporte un appendice
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axial 57 dont une partie filetée 58 est attaquée parle filet intérieur 60 d'un manchon 59 empêché de se déplacer axialement, porteur d'une denture hélicoïdale extérieure 61 et pouvant tourner sur son axe.
La denture héli- coidale est attaquée par une vis sans fin (non représentée), la rotation du manchon 59 imprimant au piston 56 un déplacement axial, montant ou des- cendant dans l'alésage 55 suivant les changements de pression à la sortie du compresseur.
Une description détaillée du mécanisme servant à varier le taux de compression du moteur suivant la pression de sortie du compresseur est donnée dans le mémoire du brevet de même date de la Demanderesse, intitulé "Moteur à deux temps, à injection de combustible".
Le carter d'admission 18, la turbine 19, le diffuseur d'échappe- ment 20, la boite de vitesses 22 et le différentiel 23 sont représentés à plus grande échelle sur la figure 6, le carter d'admission 18 et la turbine 19 étant représentés en coupe à une échelle encore plus grande sur la fi- gure 7.
La turbine 19 comprend trois carters principaux, un carter de turbine 62 et un carter d'échappementt63, fixés au carter d'admission 18 par des boulons 64, un seul de ceux-ci étant représenté.
Trois rayons creux 18a ouverts à leurs extrémités et un logement pour un roulement antérieur 65 lubrifié par une amenée d'huile 66 font partie intégrante du carter d'admission 18, 'et le carter d'échappement 6 supporte un roulement postérieur 67 lubrifié par une amenée d'huile 68.
Les roulements 65 et 67 portent un arbre de turine 69 sur lequel plusieurs éléments de rotor 70 sont calés entre des plateaux 71, par des boulons de serrage 72. Les éléments de rotor 70 portent daubes 73 passant entre des aubes de stator 74. Les rayons creux 18a ouverts à l'extrémité permettent à l'air de refroidissement d'atteindre ìe logement du roulement antérieur 65.
On se contentera de décrites le fonctionnement du dispositif re- présenté sur la figure 4 puisque le fonctionnement des deux autres formes de réalisation est semblable en tous points essentiels.
L'air est aspiré par l'entrée 50 du compresseur en passant par un filtre (non représenté), et est comprimé par le compresseur centrifuge 13 à deux étages pour être ensuite amené par la voie du conduit 14 et du collecteurdd'admission sous pression 40 aux lumières d'admission (non re- présentées du moteur 31.Après une nouvelle compression, une injection de combùstible et une semi-détente dans le cylindre 52 du moteur 31, les gaz 4'échappent par les lumières d'échappement pratiquées dans la paroi du cylindre à l'opposé des lumières d'admi-ssion, et passent dans le conduit diffuseur 34, puis dans le conduit du fluide moteur 35 dans lequel les gaz sont diffusés et se déplacent à une vitesse relativement faible vers la turbine 19.
Le générateur de gaz (moteur 31 et compresseur 13) produit un grand volume de gaz à haute température et pression, toute la puissance développée au vilebrequin 41 étant utilisée pour l'entraînement du compres- seur 13. Le fluide moteur passe par la turbine 19, les gaz d'échappement de la turbine passant par les diffuseurs d'échappement 37 pour s'évacuer ensuite, à une vitesse et une température relativement faibles, par les tuyaux d'échappement'21 .;
Aucun changement de vitesse n'est nécessaire, mais si on le dé- sire, on peut prévoir une vitesse très démultipliée incorporée à la boite de vitesses 39, en supplément de la marche arrière.
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Le dispositif de propulsion de la présente invention jouit d'une bonne consommation de combustible et d'un bon rendement thermiqu- même à charge partielle, ainsi que de caractéristiques d'accélération et de puis- sance extrêmement satisfaisantes. Le dispositif peut aussi être mis en marche facilement en augmentant le taux de compression à la valeur maximum - -puisque, au démarrage, le compresseur 13 n'est pas actif- mais dès que le compresseur commence à débiterr cefficacement, le taux de compression du moteur est automatiquement réduit. L'absence d'arbre de transmission est un avantage évident, et la turbine, n'exige que des tuyaux d'échappement 38 assez courts.
Suivant une variante de l'invention, qui n'est pas représentée sur es dessins, le moteur est monté approximativement à mi-longueur du châssis du véhicule, qui peut par exemple être un véhicule mílitaire, les roues avant et arrière étant toutes motrices. Il y a deux conduits de fluide moteur, l'un allant du moteur à une turbine entraînant les roues arrières, et l'autre, allant du moteur à une autre turbine entraînant les roues avant.
Suivant une autre variante de l'invention, qui n'est pas représen- tée sur les dessins, le moteur est monté à l'arrière du véhicule et entrai- ne les roues arrière 'seulement, le conduit du fluide moteur étant considé- rablement raccourci par cette disposition.