Moteur à combustion interne à pistons opposés La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne à pistons oppo sés, caractérisé en ce qu'il comprend un cylin dre amovible porté par un bâti, des moyens d'arrêt destinés à maintenir ce cylindre contre tout mouvement axial dans le bâti et des moyens de serrage amovibles disposés de façon à maintenir en place le cylindre, l'agencement étant tel qu'il suffise de libérer les moyens de serrage pour que le cylindre contenant les pis tons puisse être enlevé du bâti, les pistons étant alors, pendant cet enlèvement,
libérés dés mécanismes les reliant à l'arbre du moteur sans qu'il soit nécessaire de démonter ces méca nismes.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du moteur selon l'invention. La fig. 1 est une coupe verticale, par la ligne I-I de la fig. 2, de cette forme d'exécu tion.
. La fig. 2 est une coupe verticale par 2-2 de la fig. 1, les bielles étant omises et certaines parties étant représentées en élévation.
La fig. 3 est une coupe par 3-3 de la fig. 1 d'un piston et du levier oscillant qui lui est associé. La fig. 4 est une vue latérale partielle, en partie en traits interrompus, montrant le dis positif de fixation de la partie supérieure du carter.
La fig: 5 est une vue à plus grande échelle de ce dispositif de fixation.
La fig. 6 est une élévation latérale, mon trant l'attache du canal d'échappement.
La fig. 7 est une vue en perspective de cette attache.
Le moteur représenté comprend un cylin dre 1, ouvert aux deux extrémités, d'ans. lequel coulissent deux pistons opposés 2. Chaque pis ton présente une face plate 3, respectivement 4, à chaque extrémité, séparées par la longueur du piston. Les extrémités extérieures 1 b du cylindre ont un diamètre plus grand que la par tie centrale 1a de ce cylindre.
Dans chacune de ces extrémités coulisse la partie extérieure 3b, formant patin de guidage, du piston correspon dant, la partie intérieure 2b de ce piston coulis sant dans la partie centrale la du cylindre. Les parties 3b formant patins dé guidage consti tuent en même temps les pistons d'une pompe d'air de balayage. . Les pistons 2 sont pourvus de segments d'étanchéité 2a et 3a. Les faces dé travail 4 des pistons et la partie 1 a du cylindre qui les entoure et qui est comprise entre lesdites faces, lorsque les pistons sont les plus proches l'un de l'autre, délimitent la chambre de combustion du moteur.
Chaque piston est relié à une manivelle d'un vilebrequin 19, au moyen d'un axe de piston 5 pivotant dans une douille 6 montée dans ce piston 2, l'axe de pivotement étant, transversal à l'axe longitudinal du piston et situé entre les extrémités de ce dernier, sensi blement à égale distance des segments 2a et 3a, et formant un diamètre du piston. L'axe 5 pré sente un alésage transversal cylindrique 7 (ainsi qu'on le voit en particulier sur la fig. 3).
Un levier oscillant 9 est associé au piston 2 par son extrémité cylindrique 8 entourée d'une bague en bronze<B>10,</B> qui coulisse à l'intérieur de l'alésage 7 de l'axe de piston.
La bague 10 présente sur sa surface courbe extérieure une rainure de graissage en forme d'hélice (non représentée) qui est alimentée en huile à partir du canal d'huile 11 et de l'espace 13. La douille 6 présente également sur sa sur face courbe une rainure à huile en forme d'hé lice (non représentée) qui communique à la fois avec l'espace 13 et avec un canal d'huile 12 débouchant dans un orifice 14 à partir du quel l'huile est projetée contre la face inté rieure 15 du piston 2, en contribuant ainsi à le refroidir. L'huile s'écoule ensuite dans le carter de vilebrequin 16a du bâti 16 du moteur à travers une fente 17 pratiquée dans la paroi de chaque piston et à travers des fentes 18 pra tiquées dans la paroi du cylindre.
Chaque levier oscillant 9 passe également, à partir<B>de</B> l'axe de piston 5, à travers la fente 17 du piston et la fente 18 du cylindre, pour pénétrer dans le carter de vilebrequin 16a. Le levier oscillant passe naturellement avec un certain jeu entre les bords des fentes 17 et 18.
L'extrémité du levier 9 est reliée à la ma nivelle correspondante 21 du vilebrequin 19 par une bielle 20. Chaque levier oscillant 9 pivote autour d'un pivot 22 dont les extrémités sont montées dans des jambes de force 23 dis- posées de part et d'autre du levier oscillant. Ces jambes de force 23 sont en un acier très résis tant et sont emprisonnées à la coulée dans le bâti 16 du moteur, lequel est en un métal ou alliage léger, par exemple en aluminium. Dans l'extrémité inférieure 24 de chaque levier oscil lant 9 est introduit un axe d'articulation 25 pour la bielle 20. Les deux manivelles 21 sont opposées.
Les manivelles peuvent faire entre elles un angle légèrement différent de 1800 afin de per mettre au piston qui découvre les lumières d'échappement 40 de le faire avant que les lu mières d'admission 43 ne soient découvertes. On peut naturellement prévoir d'autres moyens pour arriver à ce résultat, par exemple en abais sant l'axe du vilebrequin 19 au-dessous de la droite qui réunit les centres des axes 25 lorsque les pistons occupent leur position moyenne.
Le vilebrequin 19 tourne dans des paliers <I>26 - 26a</I> montés dans le bâti 16 du moteur, un joint d'huile 27 étant prévu comme il est repré senté fig: 2. L'huile est contenue dans la partie inférieure du carter 16a, d'où elle est pompée par une pompe à huile (non représentée) à tra vers une série de canaux 84 et 20a forés dans le vilebrequin 19 et les bielles 20, le canal 11 des leviers 9, l'espace 13 et le trou 12 percé à cet effet dans les pistons 2.
Ces canaux à huile sont reliés par des orifices percés dans les divers organes avec les.surfaces à graisser, les paliers eux-mêmes présentant des rainures à huile con venables taillées dans leurs surfaces. Une par tie de l'huile graisse les paliers et une partie passe dans les canaux pour être projetée à tra vers l'orifice 14, comme il a été décrit ci-dessus.
Les deux leviers oscillants 9 sont symétri quement semblables du fait qu'ils sont agencés pour que, lorsque l'axe 25 du bras oscillant de droite est du même côté que l'observateur à la fig. 1, l'axe 25 du bras oscillant de gauche soit du côté opposé à l'observateur.
Des ailettes radiales 29 sont prévues sur le volant 28 et le carter 30 du volant (d'une pièce avec le carter 16a de vilebrequin) présente des sorties d'air 31 sur sa périphérie. Un couvercle d'extrémité 30a du carter 30 présente un re bord 32 en forme de V et le carter 30 présente un rebord 33 de forme correspondante en V. Le couvercle 30a est maintenu en place par un anneau élastique de serrage 34 muni d'un dis positif d'ouverture rapide (non représenté) qui le maintient en place sur les rebords 32 et 33.
Les ailettes 29 et le carter 30 forment un ventilateur de refroidissement qui fait circuler de l'air à travers le moteur. Ce ventilateur as pire l'air à travers un canal 36 muni d'ailettes qui fait communiquer l'air extérieur avec le carter de vilebrequin 16a. Les ailettes 37 et 37a, situées à la fois à l'intérieur du carter de vilebrequin et du canal 36, contribuent à trans férer la chaleur de l'huile lubrifiante contenue dans ce carter à l'air circulant dans le canal 36 et, par suite, à refroidir le moteur. Le ventila teur aspire également de l'air à travers une entrée 35 communiquant avec une chambre 38 entourant la partie centrale du cylindre 1, la quelle est munie d'ailettes 39.
La chambre 38 communique avec l'air ex térieur par des ouvertures convenablement dis posées, et des chicanes (non représentées) diri gent l'écoulement de l'air sur la partie supé rieure du cylindre.
Le cylindre comporte une série d'ouvertu res 40 (déjà mentionnées) qui forment les lu mières d'échappement et qui communiquent avec un canal d'échappement 41 aboutissant à un tuyau d'échappement 42. Ce canal 41 est formé par un anneau creux en deux parties <I>41c, 41d</I> maintenues par des agrafes appro priées 41a (fig. 6 et 7) en prise avec des pattes 41b formées sur la partie 41c et sur des pattes 42a formées sur la partie 41d afin de lui per mettre d'être enlevé et remis en place sur le cylindre 1.
Une autre série d'ouvertures 43 forment les lumières d'admission pour l'air de balayage et de remplissage, qui communiquent avec une rainure périphérique 44 (fig. 1) dont les parois latérales 45 sont venues de fonte avec le cylin dre 1. Un anneau 46 s'applique contre les pa rois 45 et une ou plusieurs ouvertures 47 sont découpées dans une partie seulement de l'an neau 46, ainsi qu'on le verra ci-après. Le cylindre est muni d'un dispositif 48 d'in jection de combustible, le moteur étant à allu mage par compression.
Le bâti 16 s'arrête vers le haut au plan 49, lequel est un plan horizontal passant par l'axe longitudinal du cylindre dont il contient un dia mètre.
Des nervures 50 à 53, prévues pour maintenir de façon amovible le cylindre dans la partie supérieure du bâti 16, coopèrent avec le cylindre. Chacune des nervures 52 et 53 est usinée de façon à former un évidement semi- circulaire de même diamètre que le diamètre extérieur des extrémités extérieures 54 du cy lindre.
Une rainure est usinée dans les deux extrémités extérieures du cylindre et dans les nervures 52 et 53, dans laquelle est logée une bague d'étanchéité 55 en caoutchouc ou autre matière élastique. La nervure 50 est usinée de façon à constituer un évidement semi-circulaire de même diamètre que le diamètre extérieur de l'anneau 46, et la nervure 50 et l'anneau 46 sont chacun creusés d'une rainure dans laquelle s'insère une bague d'étanchéité 56.
La nervure 51 est usinée de façon à constituer un évide ment semi-circulaire de même diamètre que la nervure 50, et un rebord 57 du cylindre 1 est usiné à ce même diamètre, ledit rebord et la nervure 51 étant rainurés pour maintenir une bague d'étanchéité 56.
Pour maintenir longitudinalement le cylin dre sur le bâti 16, un ergot 58 pénètre dans des trous percés dans la paroi du cylindre et dans le bâti 16, comme représenté. Ceci permet une dilatation et une contraction thermique du cy lindre 1 dans le sens longitudinal, tout en em pêchant son mouvement en bloc. L'ergot 58 est situé à mi-distance des extrémités du cylindre 1 ; il peut naturellement être fixé soit sur le bâti 16, soit sur le cylindre 1.
On peut prévoir d'autres moyens pour repérer la position du cylindre ; c'est ainsi, par exemple que soit le cylindre, soit le bâti du moteur, peut présenter un rebord périphérique destiné à coopérer avec une rainure correspondante ménagée dans l'au tre élément.
Chacun des pivots 22 est sensiblement à la même distance de l'ergot 58, lequel. est disposé au centre, à la fois dans le sens latéral et dans le sens longitudinal, du bâti 16 du moteur. De même, ainsi qu'on peut le voir en particulier sur la fi-. 3, les axes longitudinaux des leviers oscillants 9 sont dans un plan vertical passant par l'axe du cylindre 1, de sorte que les leviers oscillants sont par suite disposés symétrique ment dans le moteur.
Le cylindre est maintenu en place amovi- blement sur le bâti 16 par un carter supérieur 59 qui est fixé de façon amovible sur ce bâti 16. Ce carter présente une face de dessous plate qui s'applique sur le plan 49 du bâti 16, avec interposition entre les deux surfaces contiguës de papier imprégné d'une composition pour joint. Il est prévu quatre surfaces semi-circur laires d'étanchéité 60, 61, 62 et 63, espacées les unes des autres de façon à correspondre aux nervures 50, 51, 52 et 53.
Chacune de ces sur faces, ainsi que le cylindre 1, sont rainurés de façon à loger les bagues d'étanchéité 55 et 56, comme dans le cas des nervures 50 à 53. La pompe à air, dont les pistons sont formés par les parties 3b des pistons 2, est reliée à l'atmo sphère et à la chambre de combustion comme suit. Un canal 64 pour l'air de balayage et de remplissage part de l'une des extrémités 54 du cylindre, et un autre canal 65 part de l'autre extrémité 54, les deux canaux communiquant avec la rainure périphérique 44 par les ouver tures 47, le canal 65 étant prolongé en 65a (fig. 2) afin de communiquer avec le canal 64.
Ainsi qu'on J'a mentionné plus haut, les ouver tures 47 n'intéressent qu'une partie seulement de la périphérie de l'anneau 46, qui est à l'inté rieur du canal 64. La paroi extérieure 66 du carter supérieur 59 forme une paroi des deux canaux 64 et 65 et les parois internes 67 et 68 complètent les. parois de ces canaux.
Une admission d'air 69 comporte un dis que de soupape 70 chargé par un ressort, cette soupape permet à l'air atmosphérique d'être aspiré dans les canaux 64 et 65, mais ne per met pas la sortie de l'air en sens inverse. Les joints 55 et 56 empêchent l'échange d'air entre les canaux 64 et 65 et l'atmosphère extérieure, l'intérieur du carter de vilebrequin 16a et la chambre 38 de refroidissement.
En se reportant aux fig. 4 et 5, on voit que le carter 59 est fixé de façon amovible au bâti 16 du moteur, en maintenant ainsi le cylindre 1 en place par serrage sur le bâti 16, au moyen de quatre loquets à genouillère à commande manuelle, à raison d'un vers chaque extrémité de l'intérieur du dessus de carter, de chaque côté de ce dernier. La fig. 5 représente l'un de ces loquets.
Chacun d'eux comprend une bielle 71 courbe et en forme de crochet, articulée par un pivot 71a sur un levier à genouillère 72, lui- même articulé en 72a sur une bielle courbe 72b, articulée à son tour en 72c sur une bielle 72d articulée en 72e sur le carter 59. Le cro chet de la bielle 71 s'accroche sur un goujon 73 du bâti 16. Les bielles à crochet 71 sont accessibles à travers des ouvertures 74 prati quées dans chaque extrémité du carter 16a, les ouvertures 74 étant recouvertes par des plaques 75 (fig. 1).
Le carter 59 pourrait aussi être boulonné sur le bâti 16.
Le cylindre 1 est maintenu de façon amo vible dans le carter 59, de façon à pouvoir être enlevé en bloc avec ce carter, les pistons étant encore dans les cylindres et le canal d'échappe ment 41 et le tuyau d'échappement 42 étant encore fixés au cylindre. Si l'on désire enlever le canal 41, on peut le faire ultérieurement, mais étant donné qu'on peut enlever les pistons du cylindre après qu'on a séparé le carter 59 du bâti 16, il n'est pas nécessaire d'enlever ce canal, à moins qu'on doive le remplacer.
Des disques plats circulaires 76 (fig. 1) sont maintenus amoviblement dans des rainures 77 pratiquées dans les ouvertures semi-circulaires du bâti 16 et dans des rainures 78 pratiquées dans dès ouvertures semi-circulaires du carter 59, des garnitures d'étanchéité en caoutchouc 79 assurant l'étanchéité des disques dans ces rainures.
Les ouvertures semi-circulaires du carter 59 "doivent avoir un plus grand diamètre que la partie la plus large des pistons 2 afin de per mettre de retirer ces derniers par l'extrémité du cylindre 1, tandis que le cylindre est main tenu à l'intérieur du carter 59. La pompe à injection 48 est actionnée, par l'intermédiaire d'un culbuteur 80, d'une tige de poussée 81 et d'un galet de came 82, par une came 83 tournant avec le vilebrequin 19. On peut avoir accès au vilebrequin en vue de son démontage en enlevant les chapeaux des paliers 26, 26a et les éléments. 85 et 86.
Du fait que l'extrémité 8 du levier 9 cou lisse dans l'alésage 7 de l'axe de piston 5, l'huile remplit l'espace 13 puis., lorsque l'extré mité 8 se déplace vers le haut, l'huile est pro jetée en jets à travers l'orifice 14.
Si l'on veut décalaminer le cylindre, on peut enlever le carter 59, avec le cylindre 1 conte nant les pistons 2, dans une direction verticale, c'est-à-dire selon une droite perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre. Les extrémités 8 des leviers oscillants 9 coulissent simplement hors des ouvertures 7 des axes de piston 5, en dégageant ainsi les pistons des leviers oscillants. Il n'est donc pas nécessaire de démonter les mécanismes reliant les pistons au vilebrequin. On peut ensuite retirer les pistons du cylindre qui peut rester fixé au carter 59.
Du fait du coulissement des extrémités 8 des leviers oscillants dans les axes de piston 5 et par suite de la rotation de ces derniers dans les bossages du piston, la distance de chaque extrémité du cylindre au-dessus du carter de vilebrequin n'est pas critique et l'on peut ac cepter de ce fait un certain défaut d'alignement du cylindre dans le bâti par rapport au vile- brequin, sans imposer une contrainte nuisible au moteur.
Les jambes de force 23 absorbent en ligne droite les principaux efforts. dynamiques qui prennent naissance entre les arbres 22 pendant la marche du moteur.
On peut utiliser des pièces moulées pour fabriquer tous les éléments du moteur décrit, ou bien on peut construire le bâti 16 et le car ter supérieur 59 par soudage ou assemblage dé matières laminées ou autres, ou bien on peut combiner ces deux solutions.
Les lumières d'échappement 40 sont plus près du point milieu longitudinal (sur lequel se trouve l'ergot 58) que les lumières d'admission 43, de sorte que les lumières d'échappement sont découvertes en premier lieu lors des cour ses des pistons vers l'extérieur. Grâce à cette construction, on peut inverser à volonté le sens de rotation du moteur, en retournant bout pour bout le cylindre 1 et le carter 59 dans<B>le</B> bâti 16 du moteur et en réglant la came 83<B>de,</B> com mande de l'injecteur de combustible de façon que ce dernier injecte le combustible en temps opportun.
Le centre de l'axe de piston 5 ne doit pas obligatoirement coïncider avec un diamètre du piston, mais peut être situé légèrement au- dessous de façon à permettre de raccourcir légèrement le levier oscillant.
Le cylindre 2 peut être vertical ou être dis posé horizontalement au-dessous du vilebre quin 19.
Bien qu'on ait décrit un moteur mono cylindrique, il est évident que l'invention peut s'appliquer à des moteurs polycylindriques.
On pourrait avoir recours pour le balayage à un ventilateur rotatif, auquel cas le cylindre 1 aurait le même diamètre sur toute sa lon gueur et les segments de piston 3a seraient remplacés par un simple segment racleur dis posé à proximité de l'extrémité extérieure du piston.
De même, bien qu'on ait supposé que le cylindre était refroidi par air, on pourrait faci lement concevoir un refroidissement par eau.