Moteur à combustion interne à deux temps, à allumage par compression. La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne à deux temps, à allumage par compression.
Les moteurs @à deux temps présentent la particularité qu'aux vitesses faibles. du vile brequin, le cylindre contient en général, au début de la compression, de l'air relativement froid dont la pression ne dépasse pas de façon appréciable celle de l'atmosphère, tandis qu'aux vitesses élevées du vilebrequin, ce cylindre .contient, au début de la compression, de l'air chauffé dont la pression peut être sensiblement supérieure à la pression atmo sphérique. D'autre part, le taux effectif de compression, dans ces moteurs, est bas par comparaison avec les moteurs à quatre temps.
Il tend, par conséquent, à y avoir, dans les moteurs à .deux temps, une grande différence à la fois dans la température et dans la pres sion de fin de compression, entre les vitesses élevées et les faibles vitesses. Puisque la tem pérature et la pression exercent toutes deux une influence considérable sur la rapidité et la qualité de la combustion, il s'ensuit que les conditions de combustion subiront de grandes variations entre les vitesses élevées et les vitesses faibles. Cette grande différence apparaît surtout lorsque le moteur fonctionne à vide à des vitesses inférieures et qu'outre la basse température et la basse pression, les parties intérieures sont relativement froides.
Dans ces conditions, la combustion tend à de venir lente et incomplète.
Dans le but de remédier à ces inconvé- nients, le moteur faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte un organe d'obstruction disposé dans le eon- -duit des gaz d'échappement et constamment sollicité par une force tendant à l'amener dans une position d'obstruction de ce conduit, et un dispositif de commande pour amener cet or gane vers une position écartée de sa position d'obstruction, le tout servant -à faire diminuer la différence entre, d'une part,
la température et la pression régnant dans le cylindre au .dé but de la compression pour les vitesses faibles du vilebrequin et, d'autre part, la tempéra ture et la pression régnant dans ce cylindre au début de la compression pour les vitesses élevées du vilebrequin.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du moteur faisant l'objet de l'invention et une variante de cette forme d'exécution.
Fig. 1 est une coupe verticale, par un plan perpendiculaire à l'axe du vilebrequin, de cette forme d'exécution.
Fig. ? en est une vue schématique en pers pective.
Fig. 3, 4 et 5 sont des vues en coupe d'un détail dans trois positions différentes.
Fig. 6 est une vue en perspective analogue à la fig. 2 mais relative à la variante.
A la fig. 1, le cylindre A présente une chemise A1 ont la. paroi présente des lu mières A= à travers lesquelles de l'air de ba layage entre, à partir d'une chambre annu laire A3 d'air frais. Les lumières A= sont si tuées de manière qu'elles soient découvertes par le piston B vers la fin de sa course en direction de l'extérieur.
Une chambre de com bustion C disposée dans la culasse du cylin dre communique avec le cylindre A par une ouverture C' .de diamètre important, mais toutefois plus petit que le diamètre maximum de cette chambre qui a. la forme d'un bulbe de révolution et même axe que le cylindre A. Le piston, vers la fin de sa, course de compres sion, force dans cette chambre une partie de l'air frais aussi grande qu'il est possible cru point de vue constructif.
Une lumière d'échappement D, comman dée par une soupape D', est ménagée axiale- ment dans la paroi de la chambre de combus tion C, en face de son embouchure. La, sou pape D' est actionnée par un arbre à carne supérieur E. La lumière d'échappement D s'ouvre dans un canal conduisant au collec teur d'échappement F. pouvant être mis en communication avec l'atmosphère par une ou verture 'F' conduisant à un canal Fû.
Le cylindre A est monté dans un carter G renfermant le vilebrequin et présentant au- dessous de celui-ci un collecteur d'huile G'. D'un côté cru carter G se trouve un cylindre de pompe<I>II</I> faisant saillie latéralement et dont l'axe est perpendiculaire au plan dans lequel se trouve l'axe du cylindre et l'axe du vilebrequin J.
Le plan horizontal dans lequel est situé l'axe du cylindre de la pompe se trouve quelque peu au-dessous de l'axe du vilebrequin<I>J.</I> Dans le cylindre<I>H</I> est disposé un piston IP qui effectue un mouvement. de va-et-vient sur une tige H2, dont les extré mités sont fixées aux fonds du cylindre H, ce piston étant déplacé par une bielle H3 le reliant à la tête de la bielle B'.
Un canal de transfert K, dans lequel se trouve une soupape rotative K', s'étend du cylindre II <I>à</I> la chambre annulaire A3 d'air frais. Cette soupape commande, d'une part, l'entrée d'air dans le cylindre H, à partir du conduit d'admission d'air K2 et, d'autre part, la fourniture d'air par la pompe à la chambre annulaire A:', par l'intermédiaire du canal K.
Vu la relation de phase existant entre les mouvements du piston de travail B et du piston H' de la pompe, et en raison du réglage chronologique effectué par la soupape rota tive K', de l'air se trouvant à une pression supérieure à la pression moyenne de balayage est retenu dans la chambre annulaire A' et le canal de transfert K, entre la soupape K' et cette chambre.
Au lieu de la pompe<I>II</I> à piston dont l'amenée d'air à la ceinture d'air de balayage est commandée chronologiquement par la soupape K' et; indépendamment de l'ouverture des lumières de balayage, on pourrait utiliser une soufflante rotative. Dans ce cas, l'intro duction d'air de balayage dans le cylindre moteur dépend directement de l'ouverture des lumières de balayage commandées par le pis ton.
L'injecteur de combustible (qui n'est pas représenté en entier sur le dessin) est relié à la pompe à combustible<I>L</I> par un conduit<I>I,'</I> et introduit le combustible dans la chambre de combustion C.
La sortie des gaz d'échappement à. travers l'ouverture F' est commandée par un organe d'obstruction M en forme de champignon, monté sur l'extrémité supérieure d'une tige M' guidée par des paliers M3 et M4.
L'organe M pourrait également être monté de manière à être mobile vers et dans l'ou verture de sortie du canal F2. Dans ce cas, cet organe provoquerait l'obstruction variable désirée lorsque les gaz seraient sur le point de quitter le conduit d'échappement.
La con formation intérieure de ce conduit, considérée à la fois dans le sens transversal et longitu- -dinal, au voisinage de l'endroit où l'organe M est disposé, est déterminée de telle façon que l'obstruction désirée de l'écoulement de gaz à travers ce passage soit effectuée lorsque l'organe en question est déplacé dans un sens, et que cette obstruction soit diminuée lorsque cet organe est déplacé en sens opposé.
Cet organe M est constamment sollicité par la force d'un ressort 0 tendant à l'amener dans la position d'obstruction. Un dispositif de commande agit sur l'organe M pour l'ame ner vers une position écartée de sa position d'obstruction. Ce dispositif comprend un servomoteur, actionné par de l'huile sous pression prélevée sur le circuit de lubrifica tion du moteur et .comportant un cylindre N dans lequel se déplace un piston MZ fixé sur l'extrémité inférieure de la tige Ml.
Le cylin dre N a son extrémité supérieure fermée par un fond N', contre lequel vient s'appuyer une extrémité du ressort 0, dont l'autre extrémité est retenue par un collier M', solidaire de, la tige Ml. L'autre extrémité du cylindre N s'ouvre dans le collecteur d'huile Gl.
L'écoulement de l'huile actionnant le servomoteur est commandé par un dispositif de réglage comprenant un robinet Q servant à supprimer ou réduire la pression d'huile agissant sur le piston M2. Ce robinet Q est disposé dans une enveloppe P' -fixée sur le carter à la partie supérieure -d'un canal d'huile Pl et est monté sur une tige R portant le pa pillon R' commandant l'admission d'air du moteur. L'actionnement -du papillon
R' et du robinet Q se fait par l'intermédiaire d'un levier RZ fixé sur l'extrémité libre de la tige R et d'une bielle S' reliée à la pédale d'accé lérateur<B>S</B> du moteur qui est un moteur pour véhicule routier. L'enveloppe P' est reliée par une conduite au circuit de lubrification du moteur.
Un tube P relie le canal Pi au cylindre N du servomoteur dont le fonctionnement est le suivant: Une ouverture d'évacuation M6 traversant le piston M2 permet à l'huile sous pression se trouvant dans le cylindre N, au-dessus du pis ton M2, de s'écouler graduellement dans.
le collecteur G'. Lorsque de l'huile sous pres sion est transmise au cylindre N, au-dessus du piston M2, par l'intermédiaire du tube P, l'organe d'obstruction M est amené et main- tenu dans une position écartée de l'ouverture P, de manière à permettre aux ;gaz d'échap pement de s'écouler librement vers l'atmo sphère @à travers. cette ouverture.
Toutefois, si la pression d'huile dans le tube P est coupée, le ressort 0 oblige le piston Nz à se déplacer vers le haut en entraînant avec lui l'organe d'obstruction M qui est ainsi amené vers ou dans l'ouverture Fl. Ce mouvement du piston <B>31'</B> en direction du haut devient possible puis que l'huile dans le cylindre N au-dessus du piston peut s'échapper à travers l'ouverture d'évacuation <B>31'</B> du piston après la fermeture du robinet Q. Cette obstruction par l'organe M a ainsi lieu lorsque le moteur
fonctionne dans les conditions de marche à vide; par exemple, lorsque le véhicule est à l'arrêt. L'obstruction de la sortie des gaz d'échappe ment a pour effet de créer une contre-pression dans le cylindre A, de sorte que la pression et la température de l'air retenu dans le cylin dre, après que les lumières AZ d'air de ba layage ont été fermées par le piston B aug mentent.
L'écoulement d'huile dans le tube P et dans le cylindre N, au-dessus du piston M2, est commandé par le robinet Q, tournant avec le papillon R. ,Si le levier R2 est déplacé dans le sens de fermeture du papillon R@, non seu lement le robinet Q est tourné vers sa position fermée, représentée en I .sur la fig. 3, mais la dépression produite dans les passages, d'ad mission d'air rie, K3 agit sur la pompe à com bustible L.
Cette action a lieu, par exemple, par l'intermédiaire d'un diaphragme disposé à l'intérieur d'une enceinte communiquant avec la conduite d'admission d'air, les déplace ments de ce diaphragme dus aux variations de pression dans :cette conduite étant transmis par un embiellage à un organe de commande de ladite pompe en vue de régler la quantité d'huile introduite dans la chambre de com bustion C.
En continuant de faire tourner la, tige R, on produit une augmentation supplémentaire de la. dépression dans les passages d'admission d'air, et l'on détermine une diminution cor respondante dans l'alimentation de combusti ble jusqu'à ce qu'un réglage angulaire de la. tige R et du papillon R' soit atteint, pour lequel il est fourni au moteur seulement la quantité de combustible suffisante pour maintenir celui-ci à la vitesse désirée de marche à vide.
Les ré--la,-;es angulaires rela tifs du papillon Bl et du robinet Q sont. tels que, lorsque le papillon Pi' est réglé pour pro duire la. dépression donnant l'alimentation de combustible requise pour la. marche à vide, le robinet Q soit fermé. Ainsi, la. pression d'huile au-dessus du piston .112 est coupée lorsque le papillon Rl est dans la position correspon dant à la marche à vide du moteur.
Au lieu d'être sollicité par la force du ressort 0, comme décrit plus haut, l'organe 111 pourrait, dans certains cas, être sollicité par une force de gravité. Il est toutefois pré férable que cet organe 11 soit chargé par res sort comme indiqué ci-dessus, ou soit monté élastiquement ou actionné d'une manière telle que, dans l'éventualité d'un raté quelconque du dispositif par lequel est actionné cet or gane, le risque que des pressions dangereuses se développent dans le moteur soit éliminé.
Le dispositif de commande du déplace ment de l'organe d'obstruction dans le sens de son éloignement de l'orifice de sortie des gaz, en vue de réduire la. pression des gaz d'échappement du côté intérieur de l'orifice d'échappement, pourrait être actionné par un gaz sous pression, par exemple de l'air, ou pourrait comprendre un embiellage mécani que. Il pourrait, en outre, être agencé de façon qu'un retard ait lieu dans le mouvement, par lequel l'organe d'obstruction tend à dimi nuer l'obstruction qu'il produit.
Ires fig. 3, 4 et 5 représentent différentes positions du robinet Q correspondant à dif férentes conditions de marche du moteur et d'écoulement d'huile sous pression à travers le canal Pl vers le cylindre N.
Sur la fig. 3 on a représenté les trois po sitions principales pouvant être occupées par le levier R\. Dans la position 1 correspondant à la marche à vide du moteur, le robinet Q ferme le canal 1", de sorte qu'il n'y a aucune pression au-dessus du piston M\ et que, par conséquent, le ressort 0 déplace l'organe<I>NI</I> de manière à l'amener à obstruer la sortie des gaz d'échappement.
Pendant la marche normale du moteur, le levier R2 est déplacé entre 1 < >s positions I et II. Pour cette dernière position, le robinet Q se trouve comme représenté sur la fig. 4, cette,
position correspondant au régime de pleine chargre. La pression de l'huile du circuit de lubrification peut alors agir sur le piston M2 par l'intermédiaire du tube P et produire l'écartement de l'organe M de sa position d'obstruction de manière à laisser sortir libre ment les gaz d'échappement.
Pour réaliser des conditions de suralimen tation du moteur, on produit une obstruction déterminée de la sortie des gaz d'échappement et on augmente simultanément la charge four nie au cylindre. Dans ce cas, le levier R\ est déplacé au delà de la position II jusqu'à la position III où, comme représenté sur la fig. 5, le robinet Q ferme de nouveau le canal Pl, de sors e que, comme pour la position I, l'organe 31 est amené dans sa position d'ob struction.
On pourrait, par exemple, pour le cas oii l'on désirerait pouvoir suralimenter le moteur, disposer une connexion flexible entre la tige R et le papillon Rl avec un arrêt élastique, le robinet Q restant, solidaire de cette tige, le tout. de façon que ce robinet puisse être amené de la position II jusqu'à la position III, re présentée sur la fig. 5, tout en laissant le papillon R' complètement ouvert.
Dans la variante de la fig. 6, la pression de l'huile agissant sur le servomoteur pour produire le mouvement de l'organe M, que son ressort sollicite constamment vers sa po sition d'obstruction, est réglée automatique ment en fonction de la vitesse de ce moteur. Dans cette variante, une pédale S commande le mouvement d'une crémaillère L' par l'inter médiaire d'une bielle S2. Cette crémaillère fait varier la quantité de combustible fournie au moteur par la pompe à combustible L.
Dans ce cas, il n'y a pas de papillon dans le collecteur d'admission d'air K3 comme dans le moteur des fig. 1 à 5. Le mouvement du robi net monté dans l'enveloppe P' -et commandant l'écoulement de l'huile sous pression, prélevée au circuit de lubrification, à travers le tube <I>P</I> jusqu'au cylindre<I>N</I> du servomoteur, est commandé automatiquement par un régula teur représenté schématiquement sur la fig. 6.
Ce régulateur comprend un arbre T, entraîné à partir du vilebrequin,du moteur, et présen tant un fourreau T' déplaçable longitudina lement sur lui. Des masses T' montées sur l'arbre T oscillent radialement suivant la vi tesse du moteur et déplacent le fourreau T' à l'encontre de l'action d'un ressort T3. En se déplaçant, le fourreau agit sur un levier U, monté sur une extrémité d'un arbre oscillant Ul comportant, à son autre extrémité,
un levier U'. Une bielle Q4 relie le levier U' à un levier Q3 figé sur la tige Q' du robinet disposé dans l'enveloppe P'. Lorsque le mo teur marche à une vitesse normale, le mouve ment du fourreau Tl est tel que le levier Q3 du robinet de commande soit déplacé dans le sens des aiguilles d'une montre sur la fig. 6.
Ceci amène le robinet Q pratiquement dans une position correspondant à la position II ,de la fig. 4. Si maintenant la vitesse du mo teur tombe à la vitesse pour laquelle i1 mar chait ordinairement à vide, les masses T' du régulateur se rapprochent de l'arbre T,
et la tige Q' du robinet est entraînée de telle ma nière que le robinet soit amené pratiquement dans une position correspondant à la position I de la fig. $. La pression de l'huile agissant dans le cylindre N sur le piston du servo- moteur relié par la tige W à l'organe d'ob struction M, est ainsi réduite et finalement supprimée et le ressort déplace .cet organe M vers sa position d'obstruction.
En agissant sur la pédale S, l'alimenta tion du moteur peut être modifiée de manière à augmenter sa vitesse. Les, poids T' du régu lateur s'écartent alors de leur axe de rotation, provoquant le déplacement du fourreau Tl et, par l'intermédiaire de la tringlerie U, Ul, U', Q4 et Q3, la rotation de la tige -du robinet, qui se place dans une position telle que du fluide sous pression pousse le piston du servomoteur vers le bas.
L'organe d'obstruction M, soli daire de la tige M' figée sur ce piston, est alors écarté de sa position d'obstruction et la contre-pression diminue.
Il est entendu que tout ce qui a été décrit en référence à un moteur à simple effet pour rait s'appliquer à un moteur à deux temps à allumage par compression à pistons opposés.