Moteur à combustion interne, à deux temps. Pour augmenter la pression efficace moyenne dans les cylindres de travail d'un moteur à combustion interne du type à deux temps et augmenter ainsi le rendement du moteur, on peut avoir recours à. ce qu'on ap pelle le surchargement des -cylindres, opéra tion qui consiste en ce que, après avoir ba layé les cylindres avec de l'air sous pression relativement basse, on admet de l'air sous pression plus élevée dans les cylindres. La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne, à deux temps, pourvu de moyens pour surcharger les cylindres de tra vail.
Il est caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque cylindre, un organe obturateur (par exemple un tiroir coulissant, un tiroir rotatif, etc.), disposé pour commander la com munication entre un réservoir à air -de sur charge et une entrée pour l'air de surcharge dans le cylindre, en combinaison avec un dis positif à valve à fonctionnement automatique, qui est placé entre ledit organe obturateur et Ventrée pour l'air ,de surcharge, ce dispositif étant disposé pour être fermé par la pression s'établissant dans le cylindre de travail et qui est produite par suite de la combustion,
grâce à quoi on obtient l'avantage que les gaz -de combustion n'arrivent pas à l'organe ob turateur pendant la course de -détente du pis ton, -de façon à ne pouvoir l'endommager ni en raison -de leur pression élevée, ni par suite de leur température élevée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution -de l'objet de l'invention, ces diverses formes d'exécution étant représentées partie en coupe verticale, partie en élévation et se rapportant toutes à un moteur du type vertical.
Dans la première forme d'exécution re présentée à la fig. 1 -du dessin, 1 désigne le corps du moteur, -2 le cylindre de travail et 3 le piston qui est relié au vilebrequin 5 -de l'arbre du moteur par l'intermédiaire -de la bielle 4. Le cylindre 2 présente -des orifices de balayage 27 disposés pour recevoir de l'air comprimé venant d'un réservoir 7 qui est chargé :d'air par une pompe établie à cet effet. L'air contenu dans le réservoir 7 sert d'air de balayage pour le cylindre de travail, toutefois, le balayage de ce dernier peut aussi être effectué avec de l'air venant, comme c'est le cas en général, du carter -du moteur.
Les orifices d'échappement 28 du cylindre 2 communiquent avec. un tuyau d'échappe ment 10.
Les parties du moteur qu'on vient -de mentionner peuvent être disposées comme ,d'habitude et le fonctionnement du moteur est tel que, lorsque les orifices 28 sont dé masqués par le piston 3 à la fin .de la. course :de détente de celui-ci, les gaz -de combustion s'échappent au tuyau 10, le cylindre étant alors balayé par de l'air comprimé pénétrant dans le cylindre à travers les orifices: 27 :dé masqués par le piston pendant qu'il continue à descendre, lequel air remplit ensuite le cy lindre et est comprimé latéralement: Supposons que l'arbre :du moteur tourne dans le sens indiqué par la flèche a.
Les ori fices .d'échappement 28 sont alors démasqués dans la position angulaire A du vilebrequin et les orifices-de balayage 27 :dans la position angulaire B du vilebrequin. Ces derniers sont masqués par le piston ascendant 3 :dans la position angulairue C du vilebrequin et les ori- fices d'échappement 28 sont de nouveau mas qués :dans la position angulaire D -du vile brequin.
L'opération de surchargement du cy lindre de travail avec de l'air comprimé ayant une pression supérieure à celle :de l'air de balayage est effectuée lorsque les ori fices 28 ont été fermés et commence, par con séquent, dans la. position angulaire D du vilebrequin ou immédiatement avant ou après celle-ci. L'air de surcharge pénètre dans le cylindre 2 à travers un ou plusieurs trous 2,5 pratiqués, dans celui-ci. L'action de sur- chargement a, lieu entre les positions angu laires D et E du vilebrequin.
On comprend que la vitesse :du piston 3 est grande sur le chemin correspondant à l'angle D-E, en raison -du fait que le vilebrequin 5 est très près Ue sa position médiane située entre les positions de point mort inférieure et supé rieure.
Pour permettre à une quantité d'air ,de surcharge aussi grande que possible de pénétrer dans le cylindre -de travail pendant la courte période de temps qui s'écoule pen- ,dant le déplacement du vilebrequin à partir .de la position angulaire D à la position angu laire E, l'organe obturateur coopérant avec le ou les orifices 25 est disposé de façon telle qu'il se met à. se :
déplacer déjà avant le mo ment où il est ouvert. Il en résulte que l'ou verture -de l'organe obturateur s'effectue très rapidement et que l'air de surcharge pénètre dans le cylindre -de travail avec pleine inten sité :déjà depuis. le commencement -de la pé riode -de temps pendant laquelle l'air se pré cipite dans le cylindre, en suite de quoi on ob tient un surchargement augmenté du :
cylindre @de travail avec des pertes de pression les plus petites possibles de l'air de surcharge, -de façon à permettre de réaliser une pression moyenne plus grande dans le cylindre et par conséquent un plus grand rendement du mo teur. L'organe obturateur commandant l'ad mission -de l'air -de surcharge peut être éta bli de différentes manières pour faire en sorte qu'il commence son .déplacement déjà avant le moment d'ouverture.
Dans la forme d'exécution suivant la fig. 1, le piston de travail 3 lui-même agit comme organe obturateur pour l'air de sur charge. A cet effet, une cavité 19 est prévue dans la paroi périphérique du piston, de fa çon que le piston fonctionne aussi comme tiroir coulissant.
La cavité 10 coopère avec des orifices 20. communiquant avec un réser voir 21 d'air :de surcharge fourni par une pompe, et avec des orifices 22 communiquant avec une chambre 23. Cette dernière est mise, au moyen :d'une valve à fonctionnement au tomatique 24 par exemple, -de la construction mentionnée :dans le brevet suisse no-122862, en et hors. -de communication avec les orifices 25 pour commander l'admission de l'air de surcharge dans le cylindre ,de travail 2.
Les orifices de balayage 27 et les orifices d'é chappement 28 sont disposés comme d habi tude. La cavité 19 a une position telle et une longueur telle -dans le .sens longitudinal par rapport au piston que, lorsque le piston a masqué les orifices d'échappement <B>28,</B> la ca vité 19 commence à relier les orifices 20 avec les orifices 22, de façon que de l'air de surcharge passe du réservoir 21 à la cham bre 23 et de cette dernière à travers la valve 24 et les orifices 25 pour pénétrer dans le cy lindre de travail.
On comprend, par conséquent, que le pis ton :le travail, faisant. en même temps fonc tion de tiroir coulissant, se trouve en mou vement déjà avant le moment d'ouverture. Il en résulte que l'action d'ouverture a. lieu très rapidement, grâce à quoi une quantité d'air :de surcharge plus grande, sans parte de pression, est admise au cylindre de travail pendant la courte période qui est disponi ble avant que le piston de travail en mouve ment rapide masque les orifices 2"a, ce qui a lieu dans la position angulaire E .du vilebre quin. Le piston ne donne lieu qu'à un étran glement d'air -des plus faibles et ne présente qu'une petite résistance à l'air.
L'air, qui après que les orifices 25 ont été fer més, càt confiné entre le piston de travail et la valve 24, sert -de moyen ,d'isolation .de la valve contre les gaz de combustion.
Pendant le mouvement descendant du pis ton de travail, il n'y a aucun risque que la valve à. fonctionnement automatique 24 soit amenée à s'ouvrir par l'air -de surcharge, at tendu que la pression régnant dans le cylin dre est à ce moment toujours plus élevée que la pression de l'air de surcharge. En même temps que les orifices d'échappement 28 sont démasqués par le piston de travail, ce dernier intercepte aussi la communication entre le réservoir 21 et la chambre 23 et par consé quent l'admission d'air de surcharge à la valve 24.
L'air comprimé confiné dans la chambre 23 pénétrera latéralement, lorsque la pression régnant dans le cylindre de tra vail a été réduite, dans ce dernier à. travers la. valve 24 et aidera- au . balayage du cy lindre.
La forme d'exécution suivant la fi-.<B>1</B> présente l'avantage qu'aucun membre mobile spécial n'est nécessaire pour commander le tiroir coulissant pour l'air de surcharge et que le tiroir coulissant peut être employé pour les deux sens de rotation du moteur.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2, l'organe obturateur pour l'admis sion d'air -de surcharge consiste en un tiroir rotatif 29 qui est amené à tourner à partir de l'arbre du moteur par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission -de mouvement con venable (non représenté) et au même nombre de tours que l'arbre du moteur.
Ledit tiroir rotatif, qui est creux et qui communique avec le réservoir à. air de surcharge, est pourvu de deux ouvertures 30 et 31, qui sont situées en des positions diamétralement opposées l'une à l'autre et qui coopèrent, res- pectivement, avec deux ouvertures 32 et 33 pratiquées dans l'enveloppe -du tiroir. 35 -dé signe une valve à fonctionnement automati que, située entre le tiroir rotatif et les ori fices 36 pour l'air -de surcharge et établie pour soutenir la pression -des gaz de combus tion.
Les orifices de balayage et d'échappe ment peuvent être disposés de la manière indiquée à la fig. 1.
Le tiroir rotatif 29 est amené à tourner dans le sens indiqué par la flèche et il est ajusté de telle façon qu'il est ouvert. lorsque le vilebrequin -du moteur se trouve dans la position angulaire D indiquée à la fig. 1. Le tiroir rotatif 29 est pourvu -de deux ouvertu res, attendu qu'il importe peu si le tiroir est ouvert aussi après avoir été amené à tourner sur un angle de<B>180</B> , le piston masquant alors les orifices 36.
La forme d'exécution montrée à la fig. 3 diffère -de celle représentée à la fig. 2 es sentiellement en ce que le tiroir rotatif 37 est pourvu d'une seule ouverture 38, coopé rant avec une ouverture 39 pratiquée dans l'enveloppe du tiroir 37 et en ce que ce der nier est amené à tourner à un nombre de tours qui est le double -de celui -de l'arbre du moteur.
Dans ce cas aussi, le tiroir rotatif 37 est ouvert dans la. position angulaire D (fia,. 1) du vilebrequin. \ Dans les formes d'exécution suivant les fig. 1 à 3, aucune valve n'est prévue aux ori- fices .de balayage.
Il est toutefois possible, comme on peut le voir -dans la, forme -d'exé cution représentée à la fig. 4, d'en prévoir une entre le réservoir à air de balayage 45 et les orifices de balayage 46, une valve à fonctionnement automatique 47 étant. établie à cet effet.
Dans ce cas, les orifices. de ba layage 46 peuvent avoir la même hauteur que les orifices d'échappement 48 ou ils peu vent être plus hauts, de façon que l'action de balayage continue jusqu'à ce que les ori fices d'échappement soient masqués par le piston de travail. 49 désigne les orifices d'ad- mission pour l'air de surcharge. Ces orifices 49 peuvent coopérer avec l'un quelconque des organes obturateurs mentionnés ci-dessus et être .disposés pour commander l'admission d'air de surcharge.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 5, le réservoir à air ode balayage 50 est situé -du même côté du cylindre de travail que l'organe obturateur, sans être dans le chemin de ce dernier.
Pour obtenir un sur-chargement efficace, l'organe obturateur devrait, comme on le comprend, commencer son mouvement aussi tôt que l'orifice -dé sortie -des gaz de combus tion a été fermé, ou un peu avant.
Grâce au fait que dans les formes d'exécution qu'on a représentées au dessin, l'échappement des gaz de combustion est commandé par les orifices d'échappement eux-mêmes, l'opération de sur- chargement peut commencer seulement lors que lesdits orifices ont. été fermés. 8i, d'au tre part, un membre spécial, par exemple un tiroir coulissant, un registre, etc., est prévu dans la conduite d'échappement pour les gaz de combustion, ledit membre peut ître com mandé de façon telle que la, fermeture de la conduite d'échappement pour les gaz de com bustion s'effectue plus tôt que cela n'était le cas auparavant, grâce à.
quoi le commence ment -de l'opération de surchargement peut être avancé de manière correspondante. Dans la forme d'exécution représentée à la fi-. 6, on a prévu un- registre 51 dans le but men- tionné.. Ledit registre est fixé à un arbre amené à tourner à partir -de l'arbre du moteur et, pour permettre au registre -de fermer la conduite d'échappement pour les gaz -de com bustion d'une manière rapide (voir la posi tion d:
- fermeture du registre indiquée en lignes pointillées), on a. supposé que le nom bre -de tours du registre était le double de celui de l'arbre -du moteur. Dans le but -d'c>- viter tout étranglement -de gaz -de combustion au commencement de la période -de décharge, le registre consiste en deux ailes 52 et 53 si tuées dans deux plans passant par l'axe de rotation, mais faisant un angle entre eux.
Les moyens commandant l'admission de sur charge au cylindre de travail et qui sont re présentés à la fig. 6 sont de construction si inilaire à celle représentée à la fig. 3. Grâce au fait, toutefois, que l'orifice de sortie des gaz de combustion est fermée plus tôt par le registre 51 que quand les orifices d'échappe ment 54 sont masqués par le piston de tra vail 55, les orifices d'admission pour l'air -de surcharge peuvent être faits plus hauts, comme on peut le voir à la fig. 6, et le tiroir rotatif peut être dispose :
de façon telle que son ouverture s'effectue plus tôt que cela n'est le cas à la fig. 3, grâce à quoi on ob tient une période de temps plus, longue pour l'exécution de l'opération de sur-chargement et par conséquent un surchargement complet plus certain.
La forme d'exécution représentée à la fig. 7 est un moteur -à .double action. Les moyens pour surcharger le cylindre sont d'une construction similaire à ceux repré sentés à la fig. 1. 58 et 59 désignent des ori fices -de balayage et d'échappement prévus dans la chambre de travail supérieure du cy lindre 60, tandis que 61 et<B>62</B> désignent des orifices de balayage et d'échappement pré vus dans la chambre -de travail inférieure du cylindre. 63 -désigne un réservoir à air de surcharge qui est commun aux deux cham bres -de travail. Le piston -de travail 64 est montré :dans sa position supérieure et la chambre de travail inférieure a été balayée.
La paroi périphérique du piston _ 64 présente ,deux cavités 65 et 66 situées en de tels en droits que, lorsque les orifices d'échappement 62 ont été masqués par le piston de travail, la cavité 65 relie le réservoir 68 avec la cham bre de travail inférieure, -de façon que l'air de surcharge passe par les, orifices <B>67,</B> 68, la cavité 65, la chambre 69, la. valve automa tique 70 et les orifices 71, pour se précipiter dans la, chambre inférieure et surcharger celle-ci. Lorsque la chambre -de travail su périeure a. été balayée par de l'air envoyé par les orifices 58, la.
-cavité 66 relie d'une manière similaire le réservoir 63 avec cette chambre. La forme d'exécution représentée à la fig. 8 se rapporte aussi à un moteur à dou ble action, .dans lequel s'effectue un surchar- gement -des chambres supérieure et infé rieure du cylindre. L'organe obturateur com mandant l'admission d'air de surcharge est un tiroir rotatif 72, comme dans la. forme d'exécution suivant la fig. 3.
Ledit tiroir est commun aux chambres de travail supérieure et inférieure -du cylindre et est pourvu d'une ouverture 73 qui coopère avec des ouvertures 74 et 75 pratiquées clans l'en veloppe du tiroir. Des valves à fonctionne ment automatique 78, 79 sont prévues entre le tiroir rotatif et les orifices -d'admission 76, 7 7 pour l'air de surcharge. La chambre de travail supérieure du cylindre présente des orifices de balayage et des orifices d'échap pement désignés par 80,81 et, la chambre de travail inférieure, des orifices de balayage et d'échappement .désignés par 82 et 83. Une valve à. fonctionnement automatique 85 .est prévue entre les orifices -de balayage 80.
82 et le réservoir à air de balayage 84 commun à ces deux orifices, grâce à quoi les orifices de balayage peuvent être rendus plus hauts, comme cela est bien connu. Grâce à la. longueur déterminée -de la, bielle -du ti roir rotatif, l'amenée de celui-ci en position d'ouverture pour admettre de l'air de sur charge dans la chambre de travail supérieure diffère quelque peu de l'amenée dudit tiroir en position d'ouverture pour admettre de l'air de surcharge dans la chambre rie tra- vail inférieure. C'est pour cette raison que le tiroir rotatif doit être amené à tourner au même nombre de tours que l'arbre du mo teur.
Il est évident que d'autres organes obtu rateurs pour la commande de l'amenée d'air ,de surcharge peuvent être employés dans les moteurs à double action représentés, par exemple des organes obturateurs du genre de ceux appliqués aux moteurs suivant les fig. 5 et 6.
La forme d'exécution selon la fig. 9 se rapporte à un moteur à double action, dans lequel l'organe .obturateur pour la commande de l'admission d'air ,de surcharge au cylindre est un tiroir coulissant 86. Ce tiroir coulis sant, qui est creux et ouvert à ses extrémités, est relié au moyen de sa. tige 8 7 à la crosse 88 de la bielle de piston 89. Le piston de travail 9-0 est montré dans sa position de point mort supérieure. L'intérieur -de l'enve loppe 91, qui est fermée à ses extrémités, communique avec le réservoir à air de sur charge par l'intermédiaire d'un tuyau 92.
Dans la paroi de l'enveloppe 91 sont prévus des orifices 93 qui communiquent avec un passage 95 pourvu d'une valve à fonctionne ment automatique 94 et conduisant à des orifices de surcharge 96 pratiqués dans la chambre -de travail supérieure du cylindre. Des orifices similaires 97 communiquent par l'intermédiaire d'un passage 98 et .d'une valve 99 avec des orifices -de surcharge 100 prévus dans la chambre de travail inférieure du -cylindre.
Des lumières 101 et 102 sont prévues dans le tiroir coulissant en des en droits tels. que, après- que le balayage de la chambre -de travail inférieure a eu lieu au moyen d'air passant par des orifices de ba layage et -d'échappement (non représentés), de l'air -de surcharge soit admis dans cette chambre par les orifices 102, 97 et 1.00. De l'air de surcharge est admis d'une manière similaire dans la. chambre de travail supé rieure du cylindre par les orifices 101, 93 et 96.
Pour permettre aux organes obturateurs pour la, commande de l'admission d'air de surcharge -de fonctionner aussi pour la mar che arrière du moteur, on relie, par -exemple, le tiroir rotatif montré aux fig. 2, 3, 5, 6, 8 à.
un arbre de manmuvre par l'intermédiaire d'une liaison à rainure et ;à languette, dans laquelle la rainure présente une telle éten due dans le sens périphérique que, lorsque le sens de rotation de l'arbre est renversé, la po sition angulaire convenant au nouveau sens de rotation soit imposée an tiroir coulissant.
Ifs fig. 10 montre en coupe transversale une forme d'exécution dans laquelle des ca naux 104 pour l'air de surcharge .sont sensi blement tangentiels au cylindre .de travail 105, grâce à quoi un mouvement giratoire est imprimé à l'air dans le cylindre, mouvement qui continue aussi pendant l'admission subsé quente .du combustible .dans le cylindre, de sorte qu'on obtient un mélange plus intime d'air et de combustible.