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La présente invention se rapporte aux moteurs à combustion interne à deux temps et à suralimentation par turbine d'échappement et consiste en ce que, dans de tels moteurs, il se produit d'abord uniquement un balayage des cylindres moteurs par au moins une turbo-soufflante entraînée par les gaz d'échappement du moteur, avec une pression d'air de balayage relative- ment peu élevée, après quoi a lieu une suralimentation secondaire ou supplé- mentaire, à une pression plus élevée, de ces cylindres, à travers des ouver- tures d'admission secondaire prévues dans ceux-ci, les orifices d'échappe- ment et à air de balayage étant alors fermés, l'air de suralimentation se- condaire étant refoulé par au moins une soufflante commandée mécaniquement par le moteur ou autre moyen, alimentée par l'air précomprimé de la turbb- soufflante,
De préférence, le dispositif fournissant l'air de suralimentation indirecte et commandé par le moteur est calculé pour un débit effectif tel que ce dernier représente, au moins conjointement avec l'air de balayage fourni en quantité moindre - et qui est refoulé dans ce cas effectivement vers les cavités des cylindres à l'aide d'au moins une turbo-soufflante d' échappement avant le début de la compression - au moins de la quantité d' air théoriquement requise pour la quantité de combustible nécessaire à la mise en marche et à l'accélération du moteur jusqu'à sa vitesse de régime
En outre, les lumières d'admission pour l'air de suralimentation indirecte peuvent être pratiquées tangentiellement dans les cylindres du mo- teur à combustion interne, de telle manière qu'il en résulte, lors du pro- cessus de suralimentation indirecte,
un tourbillonnement de la cylindrée, de façon que la paroi intérieure du cylindre subit un refroidissement supplé- mentaire et/ou qu'il en résulte une amélioration de la répartition et de l'atomisation du combustible introduit dans le cylindre. On peut interca- ler au moins un obturateur ou tiroir dans chacun des conduits partant des lumières d'échappement, ce tiroir étant fermé lorsque les lumières de sura- limentation indirecte du cylindre sont ouvertes, et maintenant les lumiè- res d'échappement ouvertes pendant la période d'échappement et de balayage au moins un autre organe obturateur étant prévu entre les orifices de sura- limentation secondaire du cylindre et le système de suralimentation secon- daire, et étant commandé de telle façon que, pendant la période d'échappe- ment et de balayage proprement dite,
la communication entre ce système et les lumières de suralimentation secondaire dans les cylindres reste fermée.
On peut aussi adopter une disposition selon laquelle l'air refoulé par le système de suralimentation secondaire est aspiré par celui-ci dans le col- lecteur ou réservoir intermédiaire d'.air de balayage.
Les gaz d'échappement du moteur peuvent s'écouler vers la turbo- soufflante d'échappement, de façon connue, par des conduits d'échappement sé- parés les uns des autres, l'air de balayage et l'air de suralimentation se- condaire étant dirigés, chacun par au moins un conduit distinct, vers les cylindres du moteur, ce dernier conduit étant éventuellement commun à quel- ques cylindres.
L'air refoulé par la soufflerie commandée par la turbine d'échap- pement, ainsi que l'air provenant du dispositif de suralimentation secon- ' daire, ou un seulement de ces flux d'air refoulé, peut être refroidi dans le dispositif de refoulement considéré ou en aval de celui-ci.
La commande du système de suralimentation peut être établie de façon à permettre l'introduction, dans le moteur, de masses d'air de surali- mentation variables sous le rapport du volume et de la pression. Les ori- fices ou lumières prévus dans le cylindre pour l'entrée de l'air de surali- mentation secondaire peuvent être décalés dans le sens longitudinal du cy-
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lindre par rapport aux orifices correspondants pour 1 entrée de l'air de ba- layage, de façon à améliorer le passage des segments de piston sur ces orifi- ces.
Le conduit de suralimentation secondaire allant vers le cylindre peut être pourvu d'un organe de purge, l'air évacué par ce dernier étant di- rigé vers l'accumulateur d'air de balayage du moteuro La commande des ob- turateurs ou tiroirs pour les gaz d'échappement et de ceux pour l'air de suralimentation secondaire peut être assurée à partir du vilebrequin ou de l'arbre à cames du moteur La commande de la pompe de refoulement pour 1' air de suralimentation secondaire peut aussi être assurée par l'un ou l'au- tre des arbres précités, à l'aide d'un dispositif spécial.
Les dessins annexés représentent divers exemples de réalisation de l'objet de l'invention, ainsi qu'un diagramme des pressions dans le cylindre Les mêmes numéros et lettres de référence désignent des organes identiques ou équivalents et les mêmes indications, relatifs au, moteur ou au cycle de travail considérés.
La figo 1 est une coupe verticale d'un moteur à deux temps, où les gaz d'échappement quittent le moteur par un organe obturateur prévu dans la culasse du moteur, le cylindre étant muni de fentes ou lumières pour l'en- trée d'air de balayage et de suralimentation secondaire.
La figo 2 montre une disposition particulière des fentes de sura- limentation secondaire en coupe horizontale suivant I-I de la fige la
La fige 3 montre un système de commande particulier du dispositif de suralimentation secondaireo
La fige 4 est une coupe verticale d'un moteur à deux temps, où les gaz d'échappement s'évacuent par des fentes dans¯le cylindre, l'air de ba- layage et de suralimentation secondaire pénétrant dans le cylindre du mo- teur par des fentes également pratiquées dans la paroi de ce cylindre.
La fig. 5 est une coupe verticale d'un moteur à combustion interne à deux temps équipé de pistons en opposition.
La figo 6 est une coupe verticale d'un cylindre d'un moteur à deux temps, où l'air de balayage et 1 air de suralimentation secondaire pénètrent dans le cylindre par des fentes et où les gaz d'échappement s'évacuent, éga- lement par des fentes dans le cylindre, vers la turbine de la turbo-souf- flante à gaz d'échappement, la pompe de suralimentation secondaire étant par contre à piston et à double effet.
La fige 7 montre l'allure de la pression dans un cylindre d'un mo- teur à combustion interne fonctionnant conformément à l'invention, ainsi que les temps de distribution des divers gaz d'admission et d'échappement et de l'air de suralimentation secondaireo
Dans la fig. -1 Le 1''indice 1 désigne le bloc moteur dans lequel est montée une chemise de cylindre 2, le bloc et la CHEMISE étant fermés en haut par une culasse 3. L'indice 4 désigne le piston du moteur ; 5 une tur- bine à gaz d'échappement, qui commande mécaniquement la soufflerie de sura- limentation 6, indépendamment du moteur.
Les gaz d'échappement arrivent par l'orifice d'échappement et le conduit 8 à la turbine 5 et quittent celle-ci par le conduit 9o L'air de balayage est aspiré par la soufflante 6 en 10 et est refoulé par le canal 11 vers l'accumulateur d'air de balayage 12 du mo- teuro De là, l'air parvient dans la cylindrée 14 par les fentes ou lumiè- res à air de balayage 13. Selon l'invention, on prévoit en outre dans la
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paroi du cylindre, au-dessus, des orifices 13 qui servent à l'introduction de l'air de suralimentation secondaire.
Cet air est soutiré de l'accumula- teur 12 et parvient par le canal 16 (un organe inverseur 17 étant intercalé dans le cas de moteurs réversibles) dans la soufflerie "Roots" 18, celle-ci refoulant l'air par le canal 19 vers l'organe obturateur 20 qui laisse pé- nétrer l'air de suralimentation secondaire par les fentes 15 pendant le temps requis. Dans le canal 19 est en outre prévu un refroidisseur 21 qui re- froidit cet air avant son entrée dans le cylindre 14. L'eau de refroidisse- ment arrive par le canal 22 et s'écoule par le conduit 23. La commande mé- canique de la soufflerie Roots est assurée par la chaîne 24 entraînée depuis le vilebrequin 25 à l'aide du pignon 26. L'arbre de distribution ou à cames du moteur est désigné par 30; il est commandé par la chaîne 31 entraînée par un pignon 32, également depuis le vilebrequin 25.
La chaîne 31 commande en outre, par le pignon 33, le tiroir de suralimentation secondaire 20, La commande de ce tiroir et de l'arbre de distribution 30 est assurée au moyen d'une seule chaîne sans fin 31 passant sur deux poulies de guidage 34 et 35.
La soupape d'échappement 36 est commandée de façon connue par l'arbre à ca- mes 30 à l'aide de tiges et leviers 37. Dans la position représentée du pis- ton 4 et de l'arbre à cames 30, les gaz s'échappent par l'orifice 7 et par la soupape d'échappement ouverte 76,vers la turbine 5. D'autre part., l'air de balayage, venant du réservoir accumulateur 12, pénètre dans le cylindre par les fentes 13. Or, à ce moment du cycle, l'organe 20 interrompt la com- munication avec le dispositif de suralimentation secondaire 18, et l'air de suralimentation secondaire ne peut pas pénétrer dans le cylindre 14 par les orifices 15.
Lorsque le moteur poursuit sa rotation dans le sens de la flèche A, les fentes de balayage 13 sont obturées par le piston 4 et la sou- pape d'échappement 36 se ferme, tandis que le passage de l'air de suralimen- tation secondaire par les orifices 15 vers le cylindre 14 est rétabli par suite de la rotation du tiroir 20, de sorte que cet air peut pénétrer dans le cylindre sans être perturbé ni par l'échappement ni par le balayage et peut ainsi remplir le cylindre d'une charge plus fortement comprimée.
Dans la fig. 2, l'indice 14 désigne le cylindre, 2 la chemise de celui-ci, 1 la partie du bloc-cylindre qui entoure la chemise; 19 le canal d'arrivée d'air de suralimentation secondaire; 15 les orifices de suralimen- tation secondaire dans le cylindre, et 20 une coupe de l'organe obturateur pour l'air de suralimentation secondaire.
Dans cet exemple, les orifices de suralimentation secondaire pré- sentent un sens d'écoulement tangentiel par rapport au cylindre 14. Comme ce sens d'écoulement se dirige en outre obliquement vers le haut du cylin- dre, comme montré dans la fige 1, l'air de suralimentation secondaire qui pénètre dans le cylindre se voit imprimer un mouvement de rotation,combiné avec un déplacement vers la partie supérieure de la cavité du cylindre, cet air léchant en outre notamment les parois du cylindre 17 et assurant un refroidissement supplémentaire de celles-ci. Le combustible qui pénètre par la soupape 40 est mieux réparti et pulvérisé par ce tourbillon d'air.
La fige 3 est une vue latérale du dispositif de suralimentation secondaire 18 à conduits d'aspiration 16 et de refoulement 19. Dans cette exécution, le dispositif 18 est actionné à l'aide d'un variateur de vites- se 60. En déplaçant le levier 61 affecté au dispositif de suralimentation secondaire 18, on peut obtenir différentes vitesses de fonctionnement de celui-ci. La commande de cette machine auxiliaire est assurée par la chaîne 24.
Dans la fig. 4, l'indice 1 désigne le bloc moteur, 2 la chemise- cylindre, obturée en haut par la culasse 3 ; 4 le piston mobile dans le cylin-
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dre; 7 les orifices ou lumières d'échappement du cylindre; 8 le conduit d' échappement allant vers la turbine d'échappement 5. Cette dernière entrai- ne la- soufflerie 6 et refoule l'air par le conduit 11 vers l'accumulateur d'air de balayage 12 et, par les fentes 13, dans le cylindre moteur 140 L'indice 15 désigne les orifices prévus dans la chemise 2, pour l'entrée de l'air de suralimentation secondaire dans celle-ci. Dans le conduit de refoulement venant de la turbo-soufflante d'échappement est intercalé un refroidisseur 21' dans lequel le réfrigérant arrive en 22' pour en sortir en 23'.
Le dispositif de suralimentation secondaire 18 aspire l'air desti- né à cette suralimentation par le conduit 16, sous le contrôle du tiroir inverseur 17 et refoule cet air par le conduit 19 vers l'organe obturateur de suralimentation secondaire 20 et les orifices 15o L'indice 31 désigne la chaîne qui commande les organes obturateurs 20 et 36, entraînés depuis le pignon 32 du vilebrequin 25. Cette chaîne est guidée par une poulie de ren- voi 34. L'indice 24 désigne une chaîne qui commande le groupe de surali- mentation secondaire 18 et qui est entraînée par le pignon 26 monté sur le prolongement de l'arbre du tiroir 20. Une soupape d'évacuation 77, qui dé- bouche dans l'accumulateur d'air de balayage 12, peut être intercalée dans le conduit 19=
La figo 4 montre la position du piston peu après le point mort inté- rieur (inférieur).
A cet instant, le cylindre est balayé par l'air entrant par les fentes de balayage démasquées 13, la cylindrée ainsi balayée se di- rigeant, par les fentes d'échappement 7 et le conduit d'échappement 8, vers la turbine 5 qu'elle quitte, après y avoir effectué un travail utile, par le conduit d'échappement 9. Au même instant, les lumières de suralimenta- tion secondaire sont démasquées par le piston. Toutefois,le tiroir 20 étant fermé, lair de suralimentation secondaire ne peut pas entrer dans le cylin- dre. Comme il ressort de la position représentée de ce tiroir, cette entrée ne s'effectue que peu de temps après.
Or, à ce moment, le tiroir 36 du con- duit d'échappement 8 est également fermé, et le cylindre se remplit, c'est- à-dire se charge d'air de suralimentation secondaire, Ceci est suivi de la compression de la cylindrée dans le cylindre dont toutes les lumières sont masquées par le piston 4, après quoi a lieu la combustion du carburant in- troduit par la soupape 40 Ensuite se produit la détente des. gaz carburés, elle-même suivie, dans l'ordre, de l'échappement, du balayage et de la sur- alimentation secondaire,
Dans la fig. 5, l'indice 1 désigne le bloc-moteur; 2 le cylindre rapporté; 2'-2" des éléments extérieurs montés autour de ce cylindre; 4 le piston inférieur et 41 le piston supérieur. Le piston 4 est mû verticale- ment en va-et-vient par le vilebrequin 25 par l'entremise de la tige de pis- ton 4' et de la bielle 4".
Le piston 41 par contre se voit imprimer un mou- vement vertical alternatif, toujours par le vilebrequin 25, mais par l'entre- mise de la traverse 41'des tirants 41", de la traverse 41"',de la bielle 41"" et de l'excentrique 41""' qui tourne sur ce vilebrequin. L'indice 5 désigne la turbine d'échappement qui commande la soufflerie 6. La turbine reçoit les gaz d'échappement par le conduit 80 Ceux-ci quittent la turbine par le conduit 9. L'air de balayage entre dans la turbo-soufflante d'échap- pement en 10 et quitte celle-ci par le conduit 11, pour pénétrer dans l'ac- cumulateur d'air de balayage 12.
De là il pénètre dans la cavité 14 du cy- lindre par les lumières 13, dont on voit deux rangées échelonnées en hauteur 7 désigne les orifices d'échappement prévus dans le haut du cylindre, éga- lement sur deux rangées. 15 désigne les orifices de suralimentation secon- daire par lesquels l'air pénètre dans le cylindre 14 lorsque le tiroir 20 ouvre le passage vers les lumières 15. Les lumières 13 et 15 peuvent, comme cela est représenté à la figure 4 être disposées de façon décalée dans le
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sens de la périphérie du Cylindre. On obtient ainsi un meilleur passage des segments des pistons sur les orifices d'entrée de l'air de balayage.
Le système de suralimentation secondaire est constitué par une soufflerie cen- trifuge 18 à deux étages, qui aspire l'air par le conduit 16 depuis l'accu- mulateur de balayage 12 ou la turbo-soufflante d'échappement 6. La souffle- rie centrifuge multicellulaire 18 comporte deux roues mobiles 51 et 52, une enveloppe 53, un pavillon d'aspiration 54, un pavillon de refoulement 55 et un arbre de commande 56. Le balayage du cylindre 14 a lieu dans la posi- tion représentée des pistons 4 et 41.
Dans la suite, l'obturateur de sura- limentation secondaire 20 s'ouvre, tandis que l'obturateur d'échappement
36 se ferme, et le cylindre se remplit d'air de suralimentation secondaire, comprimé plus fortement que l'air de balayage, ceci étant suivi de la com- pression de la cylindrée, de la combustion, de la détente, de l'échappement du balayage, et ainsi de suite.
La fige 6 montre un moteur à deux temps muni d'une crosse et com- portant le bloc-moteur 1, la chemise de cylindre 2, la culasse 3 et le pis- ton moteur 4. L'indice 5 désigne la turbine d'échappement raccordée à la canalisation d'échappement des cylindres et qui commande une soufflerie de suralimentation 6 pour l'air de balayage du moteur. La turbine reçoit les gaz brûlés du moteur par les lumières d'échappement 7 prévues dans la che- mise de cylindre et par le conduit d'échappement 8. Les gaz quittent la turbine par le conduit 9. L'air de balayage débité par la soufflerie 6 est refoulé par le conduit 11 vers l'accumulateur de balayage 12 d'où il par- vient dans la cavité 14 du cylindre moteur par les lumières de balayage pré- vues dans la chemise de cylindre.
Avant d'atteindre les lumières 13, l'air de balayage est refroidi à l'aide d'un refroidisseur 21' dans lequel la cir- culation du réfrigérant est maintenue à l'aide de conduits 22' et 23'. Dans cet exemple d'exécution, et contrairement aux autres exemples représentés, on ne prévoit pas d'obturateur entre les lumières d'échappement 7 et la tur- bine d'échappement 5. Par contre, les lumières 15 pour l'air de suralimen- tation,secondaire sont placées plus haut, c'est-à-dire plus près du point mort d'allumage, que les lumières d'échappement 7, de sorte que, lorsque ces dernières sont masquées par le piston et que le tiroir 20 pour l'air de sur- alimentation secondaire s'ouvre, aucune fraction de cet air ne peut s'échap- per par les lumières 7 vers la turbine d'échappement.
Pour cette raison, le tiroir 20 ne s'ouvre que lorsque les lumières d'échappement 7 sont à peu près masquées par le piston, après quoi s'amorce le remplissage du cylindre 14 avec l'air de suralimentation secondaire. Le système de suralimentation secondaire consiste ici en une pompe à piston à double effet, dont le,piston 70 est mû par la crosse 73 du moteur par l'entremise d'une tige 71 et d'un bras 72. L'indice 16 désigne le conduit d'aspiration qui prend l'air dans l'accumulateur de balayage 12 et l'amène, à travers les soupapes d'aspira- tion 74, au cylindre 75 de la pompe, laquelle refoule cet air, à travers les soupapes 76 et le conduit de refoulement 19, vers le tiroir 20 et, à travers les lumières de suralimentation indirecte 15 dans le cylindre 14.
Ici éga- lement, l'instant représenté du cycle de travail du cylindre correpond à peu près à la fin de la période de balayage. Peu après, s'amorce le proces- sus de suralimentation secondaire, le tiroir 20 étant alors ouvert. Ce dernier est ici également commandé par une chaîne 31 et un pignon 32 monté sur le vilebrequin 25.
La fig. 7 représente à titre d'exemple l'allure de la pression P2 pendant la marche, au cours d'une révolution d'un moteur à deux temps fon- ctionnant conformément à l'objet de l'invention. Entre les angles de mani- velle 0 et 105 , à partir du point mort haut (OTP) d'un quelconque des mo- teurs des fige 1, 4 et 6, il se produit dans le cylindre %'allumage, la com- bustion et la détente.
A ce dernier angle de manivelle les lumières d'échap-
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pement 7 commencent à se démasquer et demeurent ouvertes jusque 255 après le point OTP ce qui est indiqué par le gros trait noir a au-dessous du dia- gramme-. Le tiroir 36, par contre, demeure ouvert pendant la durée repré- sentée par le hachuré b à traits obliquant vers la gauche, de telle sorte que ce tiroir se referme peu avant la fin de l'ouverture des lumières d' échappement. Le hachuré c, à traits obliquant vers la droite, indique l'ou- verture des lumières de balayage 13 du cylindre.
Le hachuré d à traits ver- ticaux indique la durée d'ouverture des lumières de suralimentation secon- daire de la paroi du cylindre, tandis que-le hachuré E, à traits croisés, re- présente la durée de l'ouverture du tiroir 20 pour l'air de suralimentation secondaire. Il ressort du diagramme de pression et de distribution a-e que le tiroir d'échappement 36 se ferme peu avant 230 de manivelle. A cet in- stant, mais de préférence quelque peu plus tard, les lumières de balayage 13 segment se ferment. Les lumières de suralimentation secondaire 15, seg- ment d, demeurent encore ouvertes jusque 260 environ.
L'air de suralimen- tation secondaire afflue dans le cylindre à peu près dans l'intervalle com- pris entre la fermeture des lumières de balayage 13 (segment c) et la fer- meture des lumières de suralimentation 15 (d)o Cette entrée d'air a lieu pendant l'ouverture du tiroir pour l'air de suralimentation secondaire, ou- verture qui s'amorce à peu près à la fermeture des lumières de balayage par le piston et qui peut encore durer un certain laps de temps jusqu'au-delà du point OTP du piston, étant donné que les lumières de suralimentation se- condaire 15 (segment d) ont déjà été masquées par le piston à l'angle de ma- nivelle de 2700 environs
Pour plus de clarté, on a marqué sur le diagramme de pression la pression de balayage PSP et la pression de suralimentation secondaire PNL,
de façon à faire ressortir la durée approximative du processus de suralimen- tation secondaire.
REVENDICATIONS
1/ Moteur à combustion interne à deux temps et à suralimentation par turbine d'échappement, caractérisé en ce qu'il se produit d'abord seulement un balayage des cylindres moteurs, avec une pression d'air de balayage re- lativement peu élevée, par au-moins une turbo-soufflante entraînée unique- ment par les gaz d'échappement du moteur, après quoi a lieu une suralimenta- tion secondaire, à une pression plus élevée, à travers des ouvertures d'ad- mission spéciales prévues dans ces cylindres, les orifices d'échappement et à air de balayage étant alors fermés,
l'air de suralimentation secondaire étant refoulé par au moins une soufflante commandée mécaniquement par le moteur ou autre moyen alimentée par l'air précomprimé de la turbo-soufflanteo
2/ Moteur à combustion interne à deux temps et à suralimentation par turbine d'échappement, caractérisé en ce que les orifices du cylindre, pré- vus pour l'entrée de l'air de suralimentation secondaire, sont décalés en direction du point mort d'allumage par rapport aux orifices pour le balayage du cylindre.