Installation pour la mise en marche d'un moteur multieylindrique à combustion interne. L'objet de l'invention est une installa tion pour la mise en marche d'un moteur mul- ticylindrique à combustion interne.
Cette installation comprend un distribu teur actionné desmodromiquement par le moteur et envoyant un fluide compressible sous pression à tour de rôle dans au moins un cylindre, dont le piston se trouve à ce mo ment dans sa course de détente.
L'installation selon l'invention est carac térisée en ce que le distributeur comporte un passage auxiliaire qui, lorsqu'aucun piston ne se trouve dans sa course de détente, envoie du fluide sous pression dans un cylindre dont le piston se trouve à ce moment dans sa course de compression, dans le but de produire un lancement à contresens jusqu'à ce qu'un autre piston, revenu dans sa course de dé tente,
reçoive une impulsion dans le sens de marche ramenant le moteur au d elà de la po sition de départ .du lancement à contresens jusqu'en un point à partir duquel a lieu un nouveau lancement à contresens suivi d'une impulsion dans le sens -de marche et ainsi de suite, tant qu'une impulsion dans le sens de marche n'a pas fait passer un des pistons de sa course de compression à sa course de dé tente, moment à partir duquel le lancement se continue dans le sens de marche du moteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et quelques variantes de dé tail.
La fig. 1 est un schéma d'ensemble d'un moteur à combustion interne à quatre cylin dres sur lequel est montée cette forme d'exé cution de l'installation; La fig. 2 est un diagramme se rapportant au fonctionnement dudit moteur; La fig. 3 montre deux des cylindres du moteur, utilisés pour faire balancer le moteur au début du lancement à partir de la position représentée à la fig. 1, ces cylindres étant re présentés décalés de 180 ;
La fig. 4 représente le distributeur de cette installation; Les fi-. 5 à 9 illustrent la phase de<B>ba-</B> lancement du lancement et montrent chacune en combinaison une partie du diagramme de la fig. 2 avec la représentation schématique du distributeur de la fig. 4; La fi-. 10 montre une variante d'une par tie du distributeur;
La. fi-. 11 montre une autre variante du distributeur, elle correspond à une coupe par<B>A- A</B> de la fié,. 12 qui est une coupe axiale du dis tributeur correspondant; La fi-. 13 est une coupe axiale par un ro binet automatique multiple servant à fixer la durée du lancement à l'air seul; La. fig. 14 est une vue en coupe d'un dis positif auxiliaire permettant de vaincre les points morts mécaniques; Les fig. 15 et 16 sont des coupes partielles de ce dernier dispositif, montrant l'organe agissant sur le volant du moteur dans deux positions différentes.
Le moteur représenté à la. fig. 1 fonc tionne selon le cycle à quatre temps et com porte quatre cylindres l', 2', 3', 4' contenant quatre pistons 1, 2, 3. 4. Les courses mo- trices sont supposées avoir lieu dans l'ordre 1, 3, 4, \?.
Sur chaque cylindre se trouve une sou pape d'admission 5 et une soupape d'échappe- ment 6. En plus de ces soupape, chaque cy lindre possède encore une soupape supplémen taire 7 dont le clapet est susceptible d'être actionné soit par de l'air comprimé l'attei gnant directement par l'intermédiaire de l'un des conduits 11, 12, 13, 14 selon le cy lindre, soit par un piston 8 de cette soupape lui-même actionné par de l'air comprimé l'at teignant par l'intermédiaire de l'un des con duits 201, 402,<B>103</B> ou 304 selon le cylin dre.
Le conduit 201 relie le conduit 12 de la soupape 7 du cylindre 2' au piston 8 de la soupape 7 du cylindre 1'. Le conduit 402 établit une liaison identique entre les sou papes 7 des cylindres 4' et 2', le conduit. 103 entre les soupapes 7 des cylindres 1 'et 3' et le conduit 304 entre les soupapes 7 des cylin dres 3' et 4'.
Dans ces quatre conduits 201, 402. 103 et 304 est intercalé un robinet automatique multiple 9, dont il sera question plus loin.
Les quatre conduits 11, 12, 13, 14 abou tissent au miroir 10 du distributeur d'air comprimé de lancement et s'ouvrent sur la face de ce miroir par quatre ouvertures 21, 22, 23, 24 disposées sur une circonférence dans l'ordre 21, 23, 24, 22, si l'on suit le sens de la flèche 15. Cet ordre correspond à l'ordre des allumages 1, 3, 4, 2 dans les cylindres auxquels aboutissent les quatre conduits qui seront ainsi alimentés par un organe de dis tribution rotatif dans l'ordre 11. 13, 14. 12.
En 16 se trouve le vilebrequin se termi nant par le volant 17, dont le sens de rota tion normal correspond à la flèche dessinée sur ce dernier.
Le diagramme de la fig. 2 représente la distribution relative des quatre temps des quatre cylindres du moteur. Un tour complet de ce diagramme représente deux tours de vilebrequin, soit un cycle complet. Chacun des cercles concentriques représentés montre les opérations effectuées par l'un des pistons 1, 2, 3, 4, dont il porte le numéro.
Dans ce diagramme, la course de compression est re présentée par un gros trait plein, la course de détente par un gros trait interrompu fai sant suite au précédent dans le sens de rota tion normal selon la flèche 15, tandis que la course d'échappement est représentée par un trait mixte fin et la course d'aspiration par un pointillé également fin.
En faisant décrire à un vecteur v les 720 auxquels correspond un tour complet du diagramme, on peut suivre le fonctionne ment du moteur et se rendre immédiatement compte de la position et de l'action de cha cun des quatre pistons. La position repré sentée du vecteur v correspond à la position des organes du moteur de la fig. 1.
On voit en effet que le piston 1 est au début de sa course d'échappement, donc au voisinage de son point mort bas, la soupape d'échappement 6 devant par conséquent être ouverte, ce qui est bien le cas. Le piston 2 se trouve en fin de course d'échappement, au voisinage de son point mort haut, et la soupape d'échappement 6 correspondante est également ouverte. Le piston 3 approche de la fin de la compres sion, donc de son point mort haut, les sou papes 5, 6, correspondantes étant toutes deux fermées. Enfin, le piston 4 va terminer sa course d'aspiration, il s'approche de son point mort bas, la soupape d'aspiration 5 corres pondante étant ouverte.
La position de lancement représentée du moteur étant spéciale, voyons tout d'abord comment ce lancement se produirait si le vec- teur <I>v</I> se trouvait en<I>v':
</I> Dans cette position, le piston 1 se trou verait en pleine course de détente, c'est-à- dire en pleine course motrice. En envoyant de l'air comprimé par l'ouverture 21 du dis tributeur au conduit 11, on provoquerait l'ou verture du clapet de la soupape 7 et la mise sous pression du cylindre l' dont le piston 1 se mettrait en mouvement et décrirait sa course motrice normale. Le piston 3 se trou vant toutefois en position de compression pourrait s'opposer à .ce mouvement.
Il n'en est toutefois pas le cas, car l'air comprimé en voyé dans le conduit 11 se rend également dans le conduit<B>103</B> qui l'amène derrière le piston 8 de la soupape 7 du cylindre 3'. Sous l'effet de la poussée reçue, ledit piston ouvre le clapet de cette soupape et met l'intérieur du - cylindre 3' en communication avec l'at mosphère. La position correspondante de ces organes de décompression, se voit sur le cy lindre 4' de la fig. 1: la communication avec l'atmosphère s'établit par la coïncidence de deux lumières 16'.
Le moteur ainsi lancé franchit la zone morte comprise entre la fin de la course de détente du piston 1 et le début de la course de détente du piston 3. Au début de cette course, le distributeur enverra alors de l'air comprimé par l'ouverture 23 et le conduit 13 au cylindre 3', tout en décomprimant le cy lindre 4' par l'intermédiaire du conduit 304, afin de parer à la résistance qu'offrirait bien tôt la course de compression du piston 4. En envoyant de l'air successivement en core par les ouvertures 24 et 22 dans les con duits 14 et 12, et ainsi de suite, l'air comprimé lance le moteur d'une façon normale dans. son sens de marche.
On voit que la distribution d'air comprimé pour les ouvertures 21, 23, 24, 22 se produit pendant que le moteur exécute deux tours complets correspondant à un cycle. Cette dis tribution a lieu au moyen d'un organe rota tif muni d'un trou et tournant à demi-vitesse en égard à celle du moteur, la vitesse du dis tributeur étant donc celle du vecteur v du diagramme de la fig. 2.
Admettons maintenant que le moteur doive être lancé à partir de la position d'ar rêt correspondant à celle du vecteur v, donc à partir d'une position dans laquelle aucun piston ne se trouve dans sa course de détente, c'est-à-dire soit à même d'effectuer une course motrice normale. Dans une telle zone morte, il se trouve toutefois toujours un pis ton, le piston 3 dans le cas considéré, se trou vant dans sa .course de compression.
Dans une telle position, un piston peut effectuer <U>un</U>e course motrice, toutefois en sens inverse de la marche normale du moteur.
L'installation que l'on va décrire mainte nant plus en détail utilise cette course motrice à contresens, pour ramener les organes .du moteur dans une position comme celle du vec teur v' d'où le lancement dans le sens de mar che -est possible.
Cette façon de commencer le lancement n'intéresse, dans l'exemple décrit, que les pistons 1 et 3 puisque dans le demi-tour con sidéré, entre 0 et 180 du diagramme de la fig. 2, les pistons 2 et 4 ne peuvent fournir aucune activité. Les pistons 1 et 3 ont été des sinés à la fig. 3 décalés de 180 , mais dans leurs positions relatives correctes.
La fig. 4 montre le miroir 10 du distri buteur avec les ouvertures 21, 28, 24, 22 communiquant avec les conduits 11, 13, 14 et 12. L'organe rotatif de distribution 10' est muni de deux lumières 18 et 19, dont la pre mière est relativement petite et la seconde relativement grande. Le sens de rotation nor- mal de l'organe 10' correspondant au sens de marche du moteur est celui de la fléehe 15.
sa position correspond à la. position de départ représentée à la fig. 2 du vecteur z;. Chaque fois que l'une des lumières 18 ou 19 entre en coïncidence avec l'une des ouvertures<B>'21.</B> 22, 23, 24. de l'air comprimé peut. pénétrer dans cette ouverture et dans le conduit qui v fait suite.
La fi,-. 5 est. la. combinaison d'une partie de la fi-. 2 et du schéma. de la fig. 4. Elle montre le vecteur r dans sa. position de départ et supposé faire corps avec l'organe rotatif 10' et ses lumières 18 et 19. Comme on l'a vu plus haut, l'organe 10' et le vecteur tour nent à même vitesse. Dans la fi-. 5, qui re présente en outre les ouvertures 21, '22, 2 3, 24 du miroir et une partie des cycles des pistons 1 et 3, toutes les positions relatives sont respectées.
Voici maintenant comment à partir de cette position de départ se produit le lance ment: La lumière 1.8 étant en coïncidence avec l'ouverture 23, de l'air comprimé est. en voyé par le conduit 13 au cylindre 3'. Le cla pet de la soupape 7 correspondante s'ouvre, de même que le clapet de la soupape 7 du cy lindre 4' sous l'effet de l'air passant par le conduit 304. Tandis que le déplacement du clapet de cette dernière soupape est sans in fluence, puisque le piston 4 est dans sa course d'aspiration, le déplacement du clapet de la première soupape nommée correspond à. une introduction d'air comprimé dans le cy lindre 3'.
Poussé par cet air, le piston 3 recule, pro voquant toutefois un lancement à contre sens (inverse de la direction de la. flèche 15 dans les fi-. 1 à, 4) du moteur. Ce recul cor respond à un mouvement du vecteur 2; dans le sens de la flèche 20 de la fi-. 5 et n'est nullement empêché par une compression cor respondante dans le cylindre l', dont la sou pape d'échappement 6 est ouverte (fig. 1 et 3).
Ce lancement à contresens se fait rela tivement lentement, étant donné l'étrangle- ment que représente la mince lumière 18 pour le passage de l'air comprimé.
Le vecteur z@ passe ainsi de la position de la fig. 5 à celle de la fig. 6 où il atteint la zone correspondant à la course de détente du piston 1. Dans la position correspondant à celle du vecteur r, le piston 1 se trouve sou mis à une impulsion dans le sens de marche normal selon la. flèche 15. En effet. à ce mo ment et alors que la lumière 18 n'alimente pour ainsi dire plus le cylindre 3' en air com primé, la lumière 19 découvre l'ouverture 21 et envoie de l'air comprimé en quantité ra pidement croissante dans le cylindre l'.
Le vilebrequin du moteur est donc soumis. à ce moment, à l'action de l'air comprimé @. contre sens dans le cylindre 3', à l'action. égale ment à contresens, de l'énergie emmagasinée dans le volant 17, enfin à l'action brusque et tendant à le faire tourner en sens normal de l'air passant par 19, 21 et 11 pour se ren dre dans le cylindre l' et agir sur le piston 1.. A ce moment, cette action est rendue pos sible par le fait que les deux soupapes 5, 6 du cylindre l' sont fermées, puisque son piston 1 est revenu dans sa course de détente.
Le mouvement à contresens est donc ra pidement freiné et remplacé par une impul sion en sens normal, susceptible de produire deux effets: Ou bien cette impulsion est suffisante pour faire passer le piston 3 de sa course de compression à sa course de détente de la ma nière décrite au début de cette description. de sorte que le lancement se continue dans le sens normal de marche.
Ou bien l'impulsion est au contraire insuf fisante et ne réussit qu'à. amener le moteur dans la. position correspondant à celle du vecteur z# dans la fig. 7, un peu au delà de la position de départ primitive, mais toujours dans la zone morte qui reste à vaincre.
Il se produit alors exactement les mêmes phénomènes que ceux que l'on vient de dé crire, c'est-à-dire que la lumière 18, au moins en partie en coïncidence avec l'ouverture 23, renvoie de l'air dans le cylindre 3' action- nant le piston 3 à contresens, comme la flèche 25 l'indique.
Le retour en arrière s'effectuant toutefois sur un. angle plus grand que tout à l'heure avant le moment où le piston 1 redevient ac tif en sens normal, le volant aura emmaga siné plus d'énergie et la nouvelle position d'arrêt selon la fig. 8 se trouvera plus en ar rière que la position d'arrêt précédente selon la fig. 6.
La lumière 19 fait pénétrer une plus grande quantité d'air dans le cylindre l', décomprime en même temps le cylindre 3' par l'intermédiaire du conduit 103 et l'im pulsion en sens normal (flèche 15) ainsi obte nue peut alors suffire pour amener le moteur dans la position correspondant à celle du vec teur v dans la fig. 9. Dans cette position, la lumière 19 alimente le cylindre 3' en air com primé passant par l'ouverture 23 et le con duit 13. L'impulsion donnée par le piston 3 l'est en sens normal et facilitée par la décom pression du cylindre 4' (voir diagramme de la fig. 2) qui a lieu par l'effet du conduit 304.
Le lancement se continue donc en sens normal.
Le lancement pourrait encore nécessiter d'autres balancements.
Pendant la rotation de l'organe rotatif de distribution 10' correspondant au lancement en sens normal (sens de la flèche 15), il est évident qu'à chaque passage devant une ou verture 21, 22, 28 ou 24 de la lumière 18, le cylindre correspondant à l'ouverture balayée reçoit une petite quantité d'air, qui est cha que fois introduite au moment de la course de compression du piston se trouvant dans ce cylindre. Cela ne présente pas d'inconvé nients, en ce sens que la quantité d'air intro duite est relativement minime en égard aux impulsions que les pistons en course motrice reçoivent de par l'action de la grande lu mière 19. L'effet,de freinage produit par la lumière 18 est donc négligeable.
La fig. 10 montre une manière simplifiée de réaliser l'organe de distribution rotatif 10'. Au lieu de prévoir deux lumières sépa rées 18 et 19, il est possible de prévoir un simple prolongement 26 de la lumière 19, sous forme d'une fente plus étroite que cette lumière.
Les fig. 11 et 12 montrent une autre va riante du distributeur complet, présentant l'avantage de permettre l'introduction de car burant supplémentaire dans les cylindres pendant le lancement pour faciliter le dé marrage.
On vient de dire, en effet, que dans le sens normal du lancement, la lumière 18 ou l'ouverture équivalente précédant la lumière 19, introduit une petite quantité d'air suc cessivement dans le cylindre de chaque pis ton qui en est à sa course de compression. Il suffit que cette petite quantité d'air soit chargée de carburant pour que l'on puisse faciliter le démarrage du moteur par ses pro pres moyens. A cet effet, le distributeur se lon les fig. 11 et 12 comporte un gicleur 27 terversant la chambre 28, dans laquelle l'air comprimé est introduit par le conduit 29, et plonge dans un trou 30 de l'arbre 31, mettant en mouvement l'organe rotatif de distribu tion 10'.
Du trou 30, un conduit radial res serré 32 mène à la lumière 33 remplaçant la lumière 18. La rotation de l'arbre 31, donc de l'organe 10', a pour effet d'amener la lu mière 33 et la lumière 19 successivement en coïncidence avec ,les ouvertures 23, 24, 22, 21 (en partant de la position considérée) et il suffit d'amener du carburant au gicleur 27 pour introduire une quantité supplémentaire de carburant dans les cylindres à chaque course de compression de ceux-ci. On peut ainsi assurer une richesse suffisante au mé lange carburant contenu dans le cylindre lors des premières compressions normales, ce qui facilite le démarrage.
Pour que le moteur puisse démarrer par ses propres moyens, il faut que la compres sion normale puisse avoir lieu dans les cy lindres, afin que les explosions nécessaires puissent se produire. Par l'arrêt de l'arrivée d'air au distributeur, les cylindres ne se raient plus décompmimés, mais la première compression normale se ferait uniquement sous l'effet -de l'inertie.
Afin de faciliter le démarrage, on doit donc pouvoir faire faire au moteur sa première compression normale encore aidé de l'impulsion de l'air de démar rage dans un cylindre dont le piston effectue sa course de détente. On doit donc supprimer la décompression tout en permettant encore à l'air d'agir sur un piston qui en est à sa course de détente.
C'est à quoi sert le robinet automatique 9, dont voici la description: Ce robinet, comme le montre la fig. 13, est intercalé dans les quatre conduits 20l., 402, 103 et 304 établissant la liaison entre les con duits 12, 14, 11, 13 et les soupapes 7 des cy lindres correspondants à décomprimer. Ce robinet présente un corps dans l'alésage cy lindrique duquel se meut un bloc cylindrique 34 muni de gorges telles que 35. au nombre de quatre, et dont chacune est destinée à. ef fectuer la liaison entre les .deux parties de chaque conduit de décompression séparées par le robinet. Un ressort 36 maintient le bloc 34 dans la position où cette liaison est effectuée.
De l'air comprimé introduit par le conduit. 37 en même temps qu'il arrive au distribu teur au moment où l'on procède au lancement tend à pousser le bloc 34 hors de la position précitée, ce qui ne peut se faire que très len tement, étant donné la petitesse du passage 38 d'entrée de cet air dans le robinet et du pas sage 39 de vidange du coussin d'air se trou vant à l'endroit du ressort 36. Ce lent déplu cernent finit toutefois par provoquer l'inter ruption du passage du fluide dans les con duits 201, 402, 103 et 304 qui, en fin de course du bloc 34, sont reliés à l'air libre par l'intermédiaire des fraisures 40 et des ouver tures 41, en face desquelles les gorges 35 se trouvent à ce moment. Cela veut dire, en d'autres termes, que les organes de décom pression des quatre cylindres ne fonctionnant.
plus, leurs pistons 8 sont soumis à la pression de l'atmosphère extérieure. Ainsi donc et au tomatiquement, le démarrage du moteur par ses propres moyens deviendra possible après une période de lancement, dont la durée dé pendra du fonctionnement du robinet auto matique 9.
L'opération de mise en marche par l'ins tallation décrite comprendra donc un lance ment à l'air comprimé avec ou sans balance ment préalable, les cylindres dont les pistons effectuent une course de compression étant décomprimés, ce lancement étant suivi du dé marrage, avec compression normale dont. la première a lieu aidée de l'impulsion de l'air comprimé de lancement, et continuant en suite sous l'effet des explosions établissant le régime de marche normale.
Le moteur muni des organes que l'on vient de décrire peut être lancé à partir de toutes les positions, à l'exception des positions correspondants aux positions 0 , 180 , 360 , 510 , etc., du vecteur v dans le diagramme de la fi-. ? ou au voisinage immédiat de ces positions. Il s'agit là des points morts méca niques, qui ne peuvent être vaincus que par une action mécanique extérieure provoquant une rotation du vilebrequin, indépendamment de l'action des pistons.
Pour rendre le lancement possible à par tir de toutes les positions et supprimer l'in convénient de ces points morts mécaniques, l'installation est complétée par le dispositif auxiliaire selon les fig. 14 à 16. Ce disposi tif auxiliaire s'intercale dans le conduit d'a limentation en air comprimé du distributeur.
L'air comprimé est alors introduit dans le dispositif auxiliaire par le conduit 42 et n'atteint le conduit 29 allant au distributeur qu'après ouverture d'une soupape 43 retenue par un ressort 44, ouverture qui se produit. de la manière suivante: De la chambre contenant le ressort 44, un passage 45 permet à l'air de s'introduire derrière un piston 46 se terminant par une longue tige 47, au bout de laquelle est arti culé un cliquet 48 susceptible de s'engager dans une dent 49 du volant 17 du moteur. Contre l'action d'un ressort 50,
cet air com primé pousse le piston 46 et sa tige 47 de ma nière que le cliquet 48 déplace le volant 17 dans le sens de la flèche 15 indiquant le sens normal de marche du moteur. Dans la fig. 1, ce dispositif auxiliaire se trouve en 100 en avant du volant. Ayant terminé sa course, le piston 46 dé couvre un passage 51 par où l'air peut ap puyer sur le piston 52 et ouvrir la soupape 43 contre l'action du ressort 53.
Lors d'un lancement, on produit donc en premier lieu l'actionnement du cliquet 48, puis ensuite seulement l'alimentation en air comprimé du distributeur et du robinet auto matique. Le volant ne comportant des dents 49 qu'aux endroits nécessaires pour que l'ac tion du cliquet 48 permette de vaincre un point mort mécanique, ce cliquet glisse sim plement sur la jante du volant ,dans le cas où le moteur n'est pas arrêté sur un tel point mort.
Il faut, d'autre part, que le cliquet s'ef face dès qu'il a accompli sa mission, ce qui se produit par le fait que des plans inclinés 54 de.celui-ci rencontrent deux butées 55 de 1o, gaîne 56 dans laquelle se meut le cli- quet. Cette rencontre pousse le cliquet en ar rière dans la position représentée en traits mixtes à la fig. 14, position qui correspond à celle,de la coupe de la fig. 16.
Dans .cette position, deux petits pistons latéraux 57 portés par le cliquet et poussés par un ressort 58 tombent chacun dans une rainure 59 de la gaîne 56. Ces rainures sont parallèles à l'axe de cette gaîne, c'est-à-dire au mouvement de la tige de piston 47 et maintiendront le cliquet 48 en position effa cée pendant son retour à son point de départ. Des plans inclinés 60 venant à la suite de ces rainures auront pour effet de comprimer à ce moment le ressort 58 en ramenant les pe tits pistons 57 à leur position primitive et le cliquet ainsi dégagé pourra reprendre une position lui permettant de s'engager dans la dent du volant lors d'un prochain déplace ment.
Le cliquet est poussé en avant vers le volant par un ressort quelconque non- représenté.
En résumé, il suffira d'envoyer de l'air comprimé dans le conduit 42 pour déclancher toutes ,les opérations de lancement et de dé marrage qui commenceront par l'action méca nique du cliquet 48, se continueront par l'ac- tion pneumatique réglée par le distributeur, par exemple celui des fig. 11 et 12, cette ac tion étant automatiquement modifiée par le robinet 9, pour permettre aux premières com pressions normales et explosions de se pro duire.