Moteur rotatif. La présente invention se rapporte aux mo teurs rotatifs à un ou plusieurs groupes mo - teursdont les unités motrices sont -disposées autour d'un arbre central avec.lequel elles tournent et comprennent chacune un pistou glissant dans un cylindre et relié à un bras pivotant sur ledit arbre et auquel s'articule une bielle réunie à une manivelle d'un arbre tournant dans des paliers solidaires du cy lindre.
Suivant l'invention, un dispositif de ré glage permet de faire varier la position moyenne occupée par l'articulation -de la bielle sur le bras pivotant pendant un .cycle de travail complet d'une unité motrice, afin de faire varier la longueur -de la course du piston dans le cylindre.
Aux dessins annexés sont représentées, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe, perpendiculaire ment à l'arbre moteur, d'une première forme d'exécution du moteur; La fig. 2 est une coupe perpendiculaire à celle,de la fig. 1, suivant un plan passant par l'arbre moteur; La fig. 3 est une coupe, perpendiculaire à l'arbre moteur, -d'une :deuxième forme d'exé cution; La fig. 4 est une coupe perpendiculaire au plan de la fig. 3;
La fig. 5 -est une vue @de détail montrant une variante pour déplacer le coulisseau; La fig. 6 est un diagramme montrant la. variation des courses d'un même cycle que l'on peut obtenir au moyen du moteur.
Dans la forme d'exécution,des fig. 1 et 2, on n'a représenté qu'un groupe d'unités mo trices, maison pourrait évidemment juxtapo ser un certain nombre -de groupes semblables de façon que les courses -de travail chevau chent les unes sur les autres, afin de produire un couple constant sur l'arbre moteur.
On a représenté deux unités motrices par groupe, l'une à la fin de la .course .de détente à la partie supérieure de la fig. 1, l'autre à la fin de la :course de compression à la partie infé rieure de cette figure. On pourrait cependant employer tout autre nombre de cylindres, et les courses de détente pourraient s'effectuer aussi simultanément ou .autrement.
Dans ces fig. 1 et 2, le moteur comprend un .cylindre 51 auquel est opposé diamétrale ment et symétriquement un cylindre 52, en vue,de l'équilibrage. Ces deux cylindres sont réunis entre eux par deux flasques 62, les quels sont calés à leur partie centrale sur l'arbre moteur 53.
Un bras 55 monté librement sur -l'arbre moteur 53 porte un piston 54 qui peut se dé placer à l'intérieur du .cylindre au moyen -de la bielle 56 et de l'arbre coudé 57. Cet arbre coudé 57 tourne dans les flasques 62.
En effectuant une révolution complète, l'arbre .coudé 57 attire vers lui la ,bielle 56 et le bras 55 pendant la moitié de la révolution, et pendant l'autre moitié, cet arbre coudé re pousse la bielle et le bras, c'est-à-dire que cet arbre coudé permet au piston d'exécuter an mouvement de va-et-vient dans le cylindre, si on suppose pour un moment, afin de facili ter l'explication que le cylindre est fixe.
Mais l'extrémité 58 de la bielle 56 est ar ticulée sur un pivot 60 relié à la bielle 61 par l'intermédiaire :d'une bielletto 59. Si on #:uppose qiie cette bielle 61 est fixée dans une certaine position, l'extrémité 58 contrôlée par la big lle 56 fera parcourir au bras 55 .des nioiivements de va-et-vient d'une certain,- am plitude.
Pour une :autre position de la bielle 61, le pivot 60 étant soulevé, par exemple, l'extrémité 58 de la ,bielle 56 attaquera le bras 55 à une distance plus grande de l'arbre 53, ce :qui fera décrire au bras 55 des mouve ments :d'amplitude plus faible. Par consé- quent, le soulèvement ou du pi vot 60 a pour effet -de produire 'des mouve ments de va-et-vient du piston plus grands ou plus petits et, par suite, d'utiliser une partie plus grande :ou plus petite de la. :détente, en rendant celle-ci variable.
L'extrémité 58 de la bielle :est obligée de se déplacer :dans une coulisse ou rainure 63 ,du bras 55. :Suivant qu'on rapproche ou qu'on éloigne le pivot 60 de l'arbre 53, en le fai sant glisser dans la .coulisse 63, on augmente ou -on diminue l'amplitude -de mouvement du bras 55, en même temps qu'on éloigne ou qu'on rapproche le piston 54 de la tête de cylindre 64, ce qui a pour effet d'augmenter ou de diminuer les dimensions,de la chambre de compression.
En d'autres mots, si on consi- dère que le piston est. à. la fin de sa course à proximité de la tête de cylindre 64, et si on déplace labielle 61 ou le pivot 60 et l'extré mité 58 par l'intermédiaire -de la bielle 59. la forme de la rainure 63 est telle que le pis ton s':écartera -ou se rapprochera & la tête du cylindre et qu'il y aura. une variation du vo lume de la chambre de compression.
Les divers changements :de position de la bielle 61 sont obtenus, dans la construction représentée, à l'aide d'un manchon 65 que l'on peut déplacer latéralement et qui porte des biellettes 66 attaquant la bielle 61 en 67 (fi.g. 2). Le déplacement du manchon 65 pous sera ou tirera, les biellettes 66 et fera varier l'inclinaison de la bielle 1.
,'Sur l'arbre coudé 57 sont :calés des pi geons 68, 69, 70, qui présentent,des nombres .différents @de dents et qui engrènent avec :d'autres roues dentées 71, 72, 73. folles .sur l'arbre moteur M, en :constituant ainsi des trains épicyc.loïdaux. Les roues 71, 72, 73 sont solidaires de tambours de frein 74, 75, 76, et elles peuvent être maintenues fixes ou être libérées au moyen :de bandes de freinage en acier, :de mâchoires (le frein, @de freins à huile ou de toute autre façon.
Le .blocage de l'une quelconque :des roues 71. 72, 73 oblige l'un des pignons 68, 69, 70 à rouler sur la roue correspondante bloquée. Ce pignon fera, donc un certain nombre de ré volutions pendant une révolution ,complète de l'arbre moteur 53. Le nombre de révolutions effectuées par chacun des pignons 68, 69, 70 variera suivant que l'une ou l'autre des roues 71, 72, 73 sera maintenue fixe.
La fig. 2 représente trois pignons engre nant avec trois autres roues. On pourrait ce- pendant employer un nombre quelconque de pignons et de roues.
Si l'on suppose que le bloc des cylindres tourne avec l'arbre moteur 53, le pignon 68 par exemple, roulant autour de la roue 71, l'arbre coudé 57 tirera le bras 55 pendant une demi-révolution et le repoussera pendant l'au tre demi-révolution, ce mouvement alterna- tif se produisant un certain nombre de fois par révolution du bloc des cylindres -ou de l'arbre moteur, le nombre en question étant fonction du train épicycloï:dal employé.
Sion fait jaillir une étincelle, au moment -où, pendant cette rotation -du bloc des cylin dres, le piston 54 se trouve près de la. tête de cylindre 64, un mélange gazeux ayant été introduit auparavant, l'explosion qui en résul tera repoussera la tête -de cylindre et augmen tera le mouvement de rotation de cette tête @de cylindre et, par suite, de l'arbre coudé 57.
Mais cette explosion a en même temps .pour effet de repousser le piston, mais en sens op posé au sens de rotation du moteur, de sorte que ce piston exercera par l'intermédiaire -du bras 55 et,de la bielle 56 une traction au point 80 de l'arbre coulé 57, de façon à ,concourir avec la poussée exercée sur la tête de cylindre pour faire tourner cet arbre coudé. Dans l'exemple présent, les impulsions exercées sur le piston et sur la tête de cylindre contribuent donc toutes .deux à. faire tourner le bloc des cylindres et l'arbre moteur.
Il y a évidemment un rapport direct entre les diverses amplitudes de mouvement du bras 55 et la variation -de la détente. D'autre part, le nombre de révolutions faites par le moteur dépendra de celle -des roues 71, 72, 73 qui est maintenue fixe.
Le mode -de liaison entre le dispositif de blocage de l'une des roues 71, 72, 73 et les diverses positions occupées par la bielle 61 peut être réalisé, comme le montre la. fig. 2, au moyen -de tringles.
'Sur un arbre à. cames 81, tournant entre les @ & eux flasques du bloc des cylindres, est calé un pignon 82 qui est toujours en prise avec un pignon 83 fixé sur l'arbre coud 57. Cet arbre 81 porte un interrupteur électrique coopérant avec une magnéto, une bobine d'in duction -ou autre dispositif connu de produc tion de -courant électrique.
Lorsque le piston se rapproche de la tête du cylindre, et à un certain moment du cycle du moteur, l'inter ruption -du courant produite par ce disposi tif provoque la formation de l'étincelle néces saire pour enflammer le mélange explosif dans une ou deux bougies d'allumage 77, montées sur la tête -de cylindre comme le mon tre la fig. 2. Le dispositif !d'allumage décrit n'est qu'un exemple parmi les multiples dis positifs que l'on peut employer.
On pourrait utiliser, par exemple, deux contacts, l'un sur le bloc des cylindres, l'autre sur le bras 55, ces contacts interrompant le courant d'une source de courant électrique, telle qu'une ma gnéto, une bobine d'induction ou des accumu lateurs, lorsque le piston s'approche de la tête du cylindre, de façon à produire l'étincelle né cessaire -dans la bougie @d'allumage.
L'arbre $1 porte également .les -cames com- m.audant les soupapes dradmission et d'éGhap- pement. A la fig. 1, ces soupapes sont repré sentées comme étant actionnées par des bas culeurs. Une .came 84 actionne un galet 85 porté pur un levier 86; le galet 85 fait bas culer à, son tour un culbuteur 87 qui actionne les soupapes d'admission et d'échappement 88, 89. Le levier 86, portant le galet 85, pivote sur un axe 90 porté par un levier 91, lequel est fou sur l'arbre à. cames 81. Ce levier 91 est actionné par un goujon 96 fixé sur un pro longement 92 -de la bielle 61.
Lorsqu'on dé- place cette bielle 61 dans différentes posi tions, afin de faire varier la. détente et le nom bre -d'explosions, le dispositif qui vient d'être décrit modifie la position -du galet 85 par rap port à la came 84.
En donnant donc une forme convenable à la rainure du levier 91 qui reçoit .le goujon 96, -on peut modifier le réglage des soupapes, ce qui, en -combinaison avec les autres @disposi- tifs décrits, aura pour effet direct d'augmen ter ou -de réduire la vitesse du moteur et de modifier le réglage des soupapes pour s'a dapter à cette vitesse. On pourrait employer tout autre disposi tif que celui décrit.
On gourait employer par exemple deuxcames, :l'une actionnant la sou pape d'admission et l'autre la soupape d'é chappement, deux leviers 86 portant deux ga lets 85 actionnant les deux soupapes.
Le pro- longement 92 ferait basculer deux leviers 91 portant deux axes 90, sur lesquels tourne raient les deux leviers 86, l'un dans un sens pour produire une ouverture anticipée de la soupape -d'admission, l'autre dans le sens con traire, au moyen d'un dispositif convenable, pour retarder 1a fermeture die la soupape d'é chappement.
Cette disposition permet -d'effec tuer la modification du réglage,des soupapes, en utilisant une détente donnée, un taux ide compression donné, un nombre donné d'expIo- sions pour un certain régime du moteur, de façon à obtenir une vitesse variable et une puissance variable, sans modifier la position du papillon. 78 (fi-. 2) intercalé dans la con duite 79 amenant le mélange combustible aux cylindres.
Un dispositif peut permettre de déplacer l'extrémité 58 de la bielle 56 pendant les di verses phases d'un cycle de travail, de façon à produire des courses inégales pour un même cycle, par exemple une petite course d'aspira- tion, une course de compression normale, une longue course de détente et une longue course d'évacuation. Ce dispositif peut comprendre une came montée sur l'arbre 81 et ai ssant sur la bielle 56, la rainure 63 recevant à cet effet une forme appropriée.
Dans la forme d'exécution -des fig. 3 à 6, le moteur est un moteur à quatre cylindres, mais il est évident que ce moteur peut oom- prendre un nombre quelconque de cylindres compatible avec le bon équilibrage et avec la place disponible. Dans ce qui suit, on ne -dé crira qu'une seule des unités motrices.
<B>En</B> se reportant aux fig. 3 et 4, 101 dé signe l'un des cylindres qui sont montés rigi dement sur des flasques 102 et 103 portés par un manchon qui est rigidement monté sur l'arbre moteur 104. Dans le cylindre 101 oe déplace un piston 105, qui est réuni par une bielle 106 à un bras<B>107</B> monté, sur un axe 108, lequel .axe réunit le bras 107 au bras pi votant<B>109</B> monté librement sur l'arbre 104 et pourvu d'une rainure.
Sur l'arbre coudé 110 s'engage l'une .des extrémités -de la bielle 111, dont l'autre extrémité pivote sur un axe 137 mobile dans la rainure du bras 109. Cet axe 137 peut être déplacé à l'aide de bielles 112 articulées en 113 sur des leviers 114 en forme de<B>V,</B> qui servent, comme il sera décrit ci- après, à déplacer l'axe 137 et, par conséquent, à faire varier la course du piston.
L'axe de pivotement 115 des leviers en forme de<B>V</B> est réuni à un levier 116 de changement @de ré gime -du moteur, ce levier 116 étant réuni en 117 .à l'un des bras 118 portés par un manchon 119 glissant sur l'arbre moteur creux 104 et déplaçable de la façon indiquée ci-après.
Des cames ou excentriques 120 sont mon tées sur l'arbre coudé 110 et sont employées pour faire varier les -différentes courses d'un même cycle, ces cames étant engagées par des galets 121 portés par les leviers 114 en forme ode V. Les cames 120 sont entraînées à la, vitesss @de l'arbre à cames 123, lequel tourne à une vitesse moitié moindre que celle de l'arbre coudé 110, -au moyen de pignons 12:2 montés sur l'arbre coudé et sur l'arbre à ca mes.
Dans la, variante représentée schémati quement à la fig. 5, la came 120 est rempla cée par un, excentrique. Comme il est repré senté, l'excentrique 152 est monté librement sur l'arbre coudé 110 et il est entraîné par des pignons 1,50 à la vitesse de l'arbre à ca mes, c'est-,à-,clire à la moitié de la, vitesse @de l'arbre coudé. Un collier sur l'excentrique 152f .actionne, par l'intermédiaire d'une bielle 151, les leviers 114 en forme de<B>V.</B>
On peut modifier le taux de compression, en modifiant l'angle que fait le bras 107 relié au piston avec la rainure du bras 109 au moyen d'un écrou 124-que l'on peut faire tourner au moyen -d'un levier 125, lequel est porté par un collier 126 pouvant être ,déplacé par un dispositif ,de contrôle extérieur indi qué en 140 et manoeuvrable à la main ou au trement.
Pour faire varier le nombre d'explosions par tour :du moteur, on ménage sur l'arbre coudé 110 deux ou nu plus grand nombre .de pignons 131a et 1.32a engrenant avec des roues 131 et 132 portées sur des manchons sur l'arbre moteur 104 et réunies rig2d@ement à des poulies ode freinage 138 -et 139,
cha- cune @de ces poulies pouvant être freinée au moyen d'un patin de freinage 127 dëplaça- ble à l'aide d'un bras 128, d'une tige 130 et ,d'un levier 129 .au moyen d'un axe 12:8a ma noeuvrable par un volant à main, lequel, pour la @clarhé du dessin, est représenté idéplacé par rapport à @sa position habituelle. Cet axe 12;
8a sert à -actionner, par l'intermédiaire @de 1.a fourche 1'28b le manchon 119, et il sert, par l'intermédiaire du bras 118 et du levier 116,à modifier .la position: du pivot 11,5 et par suite la, position de l'axe 1:
37, de façon à augmenter ou à réduire les longueurs des courses et par suite le nombre d'explosions par révolution @du moteur. Les engrenages 131, 132 sont convenablement enfermés et isolés du reste du mécanisme au mayen d'un carter 134.
Pour expliquer le fonctionnement du mo teur, on suppose qu'on fait tourner d'abord le moteur à l'aide de moyens extérieurs, à la main, au démarreur ou de façon équiva lente. Le cylindre 101 se 'déplace en avant.
L'un,d,es pignons 131a,ou 132a calés sur l'ex trémité de l'arbre coudé 110 et engrenant avec les roues 13,1 ou 132 (fig. 4),dont l'une est libre, tandis que l'autre est maintenue fixe par un ,dispositif de freinage, tel que ce lui décrit et représenté ou d'autre façon, tournera et fera tourner l'arbre coudé 110, lequel, ù son tour, par suite de cette rotation,
obligera le piston à rester en arrière par rap port au cylindre. On aura, réalisé ainsi une phase ou une -course, et -on peut supposer que cette course est la course d'admission ou d'aspiration. Vers la fin de cette course, le point 137 sera soulevé par la came 120 ou excentrique, les leviers 114 en forme -de<B>V</B> et les bielles 112.
Après une .autre @demi- révolution @de l'arbre 110, le système com- plet continuant à se déplacer en avant et les pignons continuant à rouler sur celle des roues 131 ou 132 qui est fixe, le :
coude @de l'ambre<B>110</B> déplacera le piston 105 en avant dans le cylindre 101 à une vitesse accélérée, mais:
coMme le point 137 a été soulevé, l'am- plitude de cette course sera moindre que celle 'de la course (d'admission, @de .façon à laisser l'espace nécessaire pour la compression. Lin un point voisin du point mort,
une bougie d'allumage ide type connu enflammera le mé- lange et produira la course idedétente ou course de travail.
Pendant cette course, la came 12,0 ou l'excentrique 152 obligera le point 137, par l'ir@termédiasre des ,mêmes or ganes que pmécédemnmnt, à se déplacer vers l'axe du moteur, en augmentant ainsi l'am plitude @du mouvement relatif entre le cylin- dre et le piston,
ce qui allongera la course ,de détente. Après une nouvelle @dems-révolution -de l'arbre coudé 110, et le point 137 ayant été ramené à sa position primitive, le piston 105 :sera ramené à son point<B>-de</B> départ, en évacuant presque la totalité des gaz brûlés.
Ces diverses phases sont représentées au dia- gramme ide la fig. 6, dans laquelle les .lignes 15,5, 15:6, 157 et 158 représentent respecti vement les courses d'aspiration, de compres sion, de détente et d'échappement.
Le même cycle d'opérations se répète -alors. Par suite de ce -que le point 137 est ,déplacé vers l'arbre central pendant la course de détente, le pis ton pourra effectuer vers l'arrière un mouve ment, qui, transmis par la -bielle 111, exer cera une traction sur le coude ide l'arbre 110 en créant un couple, ,
de. sorte qu'arussi bien l'effort exercé sur la tête -de cylindre que ce lui exercé sur le piston seront utilisés direc tement pour entrainer le système en avant.
Lorsqu'on travaille avec un nombre donné d'explosions par révolution de l'arbre mo teur 104 (ce nombre étant déterminé par le diamètre des roues 131, 132 et ;autres, -si on emploie plus -die deux roues, -et par le dia mètre des pignons engrenant .avec ces roues), le point 115 est un point fige.
Lorsqu'on veut changer-le nombre d'ex plosions et, par conséquent, la course ou la longueur @de la course, .l'une des roues 181, 132... sera rendue fige et une autre roue con venablement choisie sera freinée par freinage direct ou par freinage différentiel, .et cri même temps on déplacera le point<B>18,7</B> dans la rainure du bras 109. Cette manoeuvre sera effectuée en manoeuvrant une transmission convenable représentée, à titre d'exemple, à la fig. 4.
La rotation -d'un volant à malin 159 fait agir une douille 135 filetée intérieure ment sur une vis 12.8a :et transmet l'action par les bras 128, 129 sur le patin die frei nage 127. Le volant à main 159 agit aussi en même temps sur la fourche 128b et sur le manchon 119, la tige 118, le pivot 117 et le levier 116, .lequel pivotant librement sur l'arbre 10 déplacera le point <B>115,</B> qui, en agissant sur les leviers 114 en forme de V, déplacera le point 137 dans la rainure en un autre point de cette rainure.
En ce nouveau point ou en tout autre point de la rainure, la c ame 120, ugissaat par les leviers 114 qui pivotent en 115, !dé placera toujours le point 137 sans modifier le point 115, ce qui produira l'inégalité ,des courses sans déplacer les leviers 116.
Pour tout changement @de course, le taux 'de cDmpresision sera modifié automatique ment, mais, comme il a été indiqué ci;dessus, il peut être désirable de modifier ce taux in dépendamment de la course.
On y parviendra, comme cela a été :dëjà expliqué, au moyen du dispositif -de contrôle extérieur indiqué en 140 agissant sur une fourche .et sur un manchon 12.6 (fig. 4), sur la tige 12;5 et sur l'écrou 124, ce qui permettra de faire varier la distance entre le bras 10-7 portant le pis ton et le bras<B>109</B> pourvu @de, la rainure.
Le mélange combustible peut être fourni au moteur par .un carburateur logé à l'extré- mité creuse de. l'arbre 104 à travers des con duits d'admission 160 allant à chaque cy lindre et à travers des soupapes ide type connu. Le réglage des soupapes peut être cor rigé automatiquement, de façon analogue à celle indiquée à propos des fig. 1 :et 2.
Les formes d'exécution ne sont -que des exemples et de multiples modifications peu- vent y être apportées sans sortir du domaine de l'invention.
Au lieu de déplacer la tête,de bielle 137 dans une coulisse du bras 109, -on pourrait employer haut dispositif équivalent permet tant de faire varier la longueur du bras de levier avec lequel la bielle 111 attaque le bras 109, soit un coulisseau déplaçable sur une glissière, soit des leviers télescopi ques, soit tout autre combinaison analogue.