Moteur à combustion interne réversible. L'invention concerne un moteur à com bustion interne réversible à. injection directe.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du moteur selon l'in vention.
La fig. 1 est une coupe verticale perpen diculaire au vilebrequin de cette forme d'exé cution.
La fig. 2 est une coupe verticale passant par l'axe du servi o-moteur de changement de marche de cette forme d'exécution.
La fig. 3 est une coupe horizontale, à plus grande échelle que la fig. I., passant par l'axe de l'arbre à cames de cette forme d'exécution. et montre la. position des organes pour la marche avant, l'avance de l'injection étant maximum.
La fig. 4 est une vue semblable à la fig. 3 et montre la position des organes pour la mar che avant, l'avance de l'injection étant réglée à sa valeur minimum.
La fig. 5 montre la roue dentée mobile de commande du mécanisme des fig. 3 et 4.
La fig. 6 est. une vue de détail de la. sur face postérieure de la crémaillère actionnée par le servomoteur de changement de marche de cette forme d'exécution.
La fig. 7 est une coupe suivant 7-7 de la fig. 4.
La fig. 8 est une coupe suivant 8-8 de la fig. 4, et la fig. 9 est une coupe suivant 9-9 de la fig. 7. Le moteur représenté est un moteur Diesel comprenant un carter 11 et plusieurs cylin dres 12, dont un seul est représenté.
Chaque piston 13 est accouplé par une bielle 14 à une manivelle correspondante 15 du vilebrequin 16. L'arbre à cames 17 tourne à la même vitesse que le vilebrequin, ainsi qu'il sera décrit. ci-après, et porte des cames à. combustible 18, une pour chaque cylindre. La position de réglage en marche avant de l'arbre à cames est indiquée sur la fig. 1 et la position en marche arrière de la came cor respondant à l'angle de manivelle représenté est indiquée en pointillé.
Chaque came 18 actionne, par l'intermé diaire d'un galet 19, le piston plongeur 21 de la pompe à combustible à, débit variable cor respondante. Le piston plongeur 21 va et vient dans un cylindre 22 et peut recevoir un mouvement de rotation autour de son axe lon gitudinal par un manchon 23 claveté sur le piston plongeur et qui tourne par le mouve ment d'une crémaillère 24. L'extrémité du piston plongeur présente une rainure de re tour de combustible 25, de sorte que la posi tion angulaire de rotation du piston plongeur détermine la quantité de combustible refoulée par course.
Le retour de combustible variable s'effectue à la fin du refoulement du com bustible, de sorte que le commencement du refoulement est déterminé par la forme de la came et sa durée est réglée par la position angulaire du piston plongeur 21. L'huile com- bustible est refoulée par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt 26 et d'un tuyau 27 dans un injecteur 28. A chaque cylindre correspond donc une pompe à combustible.
Le vilebrequin 16 porte un pignon 31 qui engrène avec une couronne dentée 32, soli daire d'une cage 33 qui tourne librement sur l'extrémité de l'arbre à cames 17 et sur un arbre 34 ayant même axe que l'arbre 17. La cage 33 porte une série de pignons satellites, coniques 35, qui engrènent avec une roue planétaire conique 36, calée sur l'arbre 34, et avec une roue de :commande conique 37, calée sur l'arbre à cames 17.
Le diamètre primitif de la couronne dentée 32 est le .double de celui du pignon 31 du vilebrequin et, par con séquent, la vitesse angulaire de la cage 33 est égale à la moitié de celle du vilebrequin, mais étant donné que la roue planétaire 36 est immobile, sauf pendant les mouvements de réglage et de changement de marche décrits ci-après, la roue de commande 37 et l'arbre à cames 17 tournent 'a une vitesse angulaire double de celle de la cage 33. Par conséquent, l'arbre à cames tourne à la même vitesse que le vilebrequin, mais en sens inverse.
Pour un réglage angulaire quelconque de l'arbre 17, l'arbre 34 doit recevoir un mouve ment de réglage angulaire de même amplitude et en sens inverse. Le changement de marche du moteur re présenté est provoqué en admettant de l'air soit à l'une, soit à l'autre des extrémités oppo sées d'un servomoteur à piston pneumatique, l'arrivée de l'air étant interrompue .et l'air s'échappant du moteur dès que celui-ci a accompli sa course motrice. .
Ce servomoteur pneumatique est repré senté en détail sur la fig. 2. Sur cette figure, 41 désigne le cylindre à air et 42 un cylindre de freinage du mouvement, qui en est séparé par un couvercle de cylindre interposé 43. Un piston 44, mobile dans le cylindre 41, est réuni par une tige 45 avec un piston .de frei nage 46, mobile dans le cylindre 42. L'extré mité inférieure de la tige 45 sort du,cylindre 42 et est reliée à une crémaillère 47. Les deux chambres du cylindre 42 communiquent par un tuyau 48 muni d'une soupape d'étrangle ment à pointeau 49 réglable.
Les chambres du cylindre 42 sont toujours remplies d'huile sous pression par un tuyau 51, qui part d'un point .du circuit de graissage sous pression du moteur, et dans lequel est intercalée une sou pape de retenue 52. Le piston 46 empêche donc seulement que le mouvement de change ment de marche soit trop rapide.
Pour provoquer le mouvement du piston 44, et par suite celui de la crémaillère 47, vers la position de marche avant qui est celle de la fig. 2, on fait arriver .l'air par le tuyau 53 jusqu'à ce que le mouvement -de renverse ment soit terminé, puis on commande l'échap pement de l'air ,du cylindre 41 en laissant l'air s'échapper de ce tuyau 53; pour la mar che arrière, on fait arriver l'air par le tuyau 54, jusqu'à ce que le renversement soit ter miné, puis on commande l'échappement de l'air du cylindre 41, en laissant l'air s'échap per de,ce tuyau 54.
L'admission et l'échappe ment par ,les tuyaux 53 et 54 sont commandés par un dispositif à soupapes non représenté.
Un dispositif de verrouillage de la cré maillère 47 dans ses deux positions de fin de course comprend un cylindre différentiel 55 auquel aboutissent les tuyaux 53 et 54 et dans lequel coulisse un piston de blocage différen tiel 56 fonctionnant en même temps comme soupape.
Un ressort de compression à boudin 57 pousse .le piston vers la droite, de façon à amener un téton de blocage 58 au-dessous d'un épaulement de blocage 59 ménagé dans la surface postérieure de la crémaillère 47 lorsque la crémaillère est dans sa position su périeure ou de marche avant, ce téton étant amené .au-dessus d'in épaulement correspon dant 51 lorsque la crémaillère est en position inférieure ou de marche arrière. Deux tuyaux partent de l'enveloppe 55 du côté opposé aux tuyaux 53 et 54 et sonr, légèrement décalés suivant l'axe par rapport à eux.
Le premier tuyau 63 aboutit à l'extré mité inférieure du cylindre 41 et le second, 64, à l'extrémité supérieure du même cylin dre. Dans la position de blocage du piston 56, ces tuyaux communiquent avec des orifices d'échappement 65 et 66 percés dans le piston 56, de sorte que les deux espaces de fonction nement du cylindre 41 communiquent avec l'atmosphère par l'orifice d'échappement 67.
Lorsque de l'air comprimé est admis dans le tuyau 53, le piston 44 étant. en position inférieure, le piston 56 reçoit un mouvement en dehors et, par suite, les orifices d'échappe ment 65 et. 66 ne sont plus en face des tuyaux. A ce moment, le mouvement, en dehors du piston 56 qui retire le téton de blo cage 58, fait communiquer le tuyau 53 avec le tuyau 63 et le tuyau 54 avec le tuyau 64. Le piston 44 accomplit alors la totalité de sa course ascendante, l'espace situé au-dessus de lui communiquant avec l'atmosphère par le tuyau 54. Lorsque l'air comprimé est. admis dans le tuyau 54, le mouvement inverse ou descendant s'effectue.
A la. fin du mouvement et lorsque les tuyaux 53 ou 54 communi quent avec l'atmosphère, suivant celui qui était antérieurement sous pression, le verrou s'enclenche de nouveau et l'air s'échappe de l'espace correspondant. du cylindre 41. La fig. 6 représente la surface postérieure de la crémaillère, sur laquelle on peut voir l'épaulement de blocage 59. La rainure 68, qui coopère avec une tête 69 (fig. 3 et 4), fait partie d'un dispositif empêchant que l'arrivée de l'air puisse être interrompue avant que le servomoteur ait accompli la totalité de sa course.
La crémaillère 47 (fig. 8) porte des dents obliques et engrène avec une roue 71 à den ture hélicoïdale pouvant coulisser axialement sur l'arbre 34 et rendue solidaire en rotation de celui-ci au moyen de clavettes droites 70. L'extrémité extérieure de l'arbre 34, c'est- à-dire celle qui se trouve du côté gauche sur les fig. 3, 4 et 8, est percée d'tui troll axial dans lequel coulisse un piston 72. Un bloc cy lindrique 73 de même axe que .le piston 72 est.
logé dans lui alésage de ce dernier, de façon < i pouvoir tourner par rapport à lui. Un pro longement axial 74 du bloc 73 pénètre à frot teraient. gras dans un trou axial du piston 72 et porte un écrou de retenue 75. Le bloc cy lindrique 73 est relié à la roue dentée 71 par une goupille transversale 76 maintenue en place par des bouchons à vis 77 qui se vissent dans la roue dentée 71 (fig. 9). La goupille transversale 76 a une forme aplatie en coupe transversale (fi-. 5, 8 et. 9), et les trous bor gnes filetés des bouchons 77 se trouvent dans des parties de là roue 71 qui ne présentent. pas de dents.
L'angle maximum clé mouve ment de la roue 71 est. .de l'ordre de 108", ce qui permet -de supprimer une partie des dents en des points diamétralement opposés.
La goupille 76 passe par des fentes Ion- uitudinales 78 de l'arbre 34; cependant, l'ef fort de torsion entre la. roue dentée et l'arbre est absorbé par les clavettes 70 et non par cette goupille 76. Le piston 72 présente des échancrures 79 (fig. 7) qui permettent à la goupille 76 d'accomplir librement son mouve ment angulaire avec l'arbre 34. La seule fonc tion à remplir par la goupille consiste donc à déplacer la roue 71 axialement le long de l'arbre 34.
L'extrémité extérieure du piston 72 a la forme d'une chape, comprenant deux bran- elles parallèles 81 qui sont articulées autour de pivots 82, situés .dans le prolongement l'un de l'autre, chacune à une extrémité d'un de deux leviers 83 parallèles espacés. Les autres extrémités de ces .leviers sont articulées sur des pivots 84, situés dans le prolongement l'un de l'autre sur un étrier à deux bran ches 85.
Chaque levier 83 présente une glissière longitudinale 86, dans laquelle peut coulisser un bloc 87. Les deux blocs 87 oscillent autour de pivots coaxiaux 88 portés par un curseur 89 guidé dans des glissières 91 et recevant un mouvement perpendiculaire à L'axe de l'arbre 34. Lorsque la position du curseur 89 est telle que l'axe des pivots 88 et celui des pivots 82 sont. confondus, la roue dentée 71 reste immo- bile dans sa position intermédiaire (fig. 3), quelle que soit la position des pivots 84.
Le curseur 89 est accouplé par une tige 92 avec un régulateur 93 sensible à l'action de la vitesse du moteur. Ce régulateur est construit de faon que, lorsque la vitesse du moteur est normale, les pièces occupent la position de la fig. 3 dans laquelle les axes 88 sont sur la même ligne que les axes 82. Lorsque la vitesse du moteur diminue à partir de sa vitesse nor male, le curseur 89 vient progressivement .dans la position de la fig. 4, qui est celle de la petite vitesse.
Il occupe cette position pour -une vitesse du moteur minimum choisie à volonté et pour toutes les vitesses infé rieures à ce minimum. La tige 92 reçoit son mouvement par un servomoteur suivant le mouvement du dispositif sensible à la vitesse du régulateur.
L'étrier 85 oscille autour d'Lm pivot 94 porté par -une pièce filetée 95 à filets multi ples à droite qui reçoit un mouvement dans une direction parallèle à celle de l'axe 34.
La pièce 95 est vissée dans un alésage ta raudé 98 d'im pignon 97 tournant dans des coussinets 99 et dont les dents 101 engrènent avec les .dents de la roue 71. On conçoit faci lement que, tandis que la roue 97 tourne lors d'un déplacement de la crémaillère 47, elle rie subit aucun déplacement lors du mouve ment axial de la roue 71 pour les raisons<B>sui-</B> vantes: La crémaillère et le pignon 97 sont pourvus de dents qui correspondent au pas des dents hélicoïdales .de la roue 71.
Il est évi dent, par conséquent, que lorsque la roue 71 est .déplacée axialement, tandis que la crémail lère est stationnaire, cette roue 71 tournera en même temps grâce à d'inclinaison de ses dents. Grâce à cette même inclinaison de ses dents et à l'inclinaison correspondante des dents 101 du pignon 97, ce dernier restera immobile.
Fonctionnement. Le fonctionnement @du dispositif de ren versement de marche du moteur .représenté passant de la position représentée, qui est celle de la marche avant, dans la position de marche arrière, est le suivant: A cet effet, l'air est admis dans le tuyau 54 jusqu'à ce que le piston 44 soit descendu à fin -de course. Le premier effet produit con siste à dégager le verrou 58, et une fois le tuyau 54 communiquant avec l'atmosphère, le verrou se rebloque. Si on suppose que le moteur est arrêté, le régulateur maintient le curseur 89 dans la position de la fig. 4.
Pendant que la crémail lère 47 descend .sur toute la longueur de sa course, elle fait tourner la roue dentée 71 ainsi que le pignon 97. L'angle de rotation du pignon 97 est .directement proportionnel à la course de la crémaillère, mais l'angle de ro tation de la roue 71 résulte de la combinai son du mouvement .de rotation provoqué par la crémaillère et du mouvement -de la roue 71 sur toute la longueur de sa course vers la droite, du fait du mouvement de la pièce filetée 95 sur toute la longueur .de sa course vers la gauche. De ce fait, l'inclinaison des leviers 83 change de sens et le piston 7 2 est poussé en dedans par rapport à l'arbre 34.
Par conséquent, l'arbre à cames 17 et les cames 18 tournent de leur angle maximum, qui est supposé être de 108 . Lorsque le mo teur fonctionne et que sa vitesse dépasse 112 tours par minute, le régulateur fait avancer le curseur 89 progressivement jusqu'à ce que les axes des pivots 88 et 82 se confondent lorsque la vitesse normale est' atteinte. La roue 71 est ramenée par ce mouvement dans sa position intermédiaire (fig. 3) en établis sant ainsi les conditions d'avance normales.
Dans une variante du moteur .décrit., le dispositif de renversement de marche et de réglage pourrait aussi être agencé de façon à exercer sur le réglage de l'avance une action -de soustraction au lieu d'une action d'addition. Il suffirait à cet effet -de changer le sens de l'inclinaison des dents de la cré maillère 47 et de .la roue dentée 71 et de mo- -difier d'une manière appropriée la course de la crémaillère 47 par rapport au diamètre de la roue 71 pour modifier l'angle du mouve ment de rotation que cette roue reçoit par le mouvement de la crémaillère seule.