Machine à combustion interne à pistons libres opposés La présente invention a pour objet une machine à combustion interne à piston libres opposés.
On sait que dans les machines à combustion interne de ce type, les cylindres sont coaxiaux et les pistons se déplacent en mouvement alternatif cha cun dans son cylindre propre. Il suffit de petites différences entre les forces de frottement ou les pressions pour que les pistons ne restent pas spon tanément en synchronisme l'un par rapport à l'au tre, et c'est la raison pour laquelle on rend les mouvements des pistons dépendants l'un de l'autre au moyen d'un dispositif de synchronisation méca nique tel qu'une crémaillère et un pignon,
une trin- glerie à parallélogramme,etc.
En général, chaque piston constitue un ensemble dont une partie forme un piston moteur et une autre un piston compresseur, le diamètre de ce dernier étant plus grand que celui du premier. Habituelle ment, le dispositif de synchronisation relie les por tions de plus grand diamètre des pistons. Toutefois, le montage de ce dispositif de synchronisation sur un des côtés seulement des pistons provoque une poussée latérale des pistons contre leur cylindre, due d'une part, aux forces de synchronisation qui s'exercent entre les pistons et, d'autre part, aux for ces d'inertie dues à la présence des organes de syn chronisation eux-mêmes.
On peut équilibrer ces deux forces en prévoyant un dispositif de synchroni sation double dont les éléments sont orientés à 1800 les uns des autres de chaque côté des pistons. On peut aussi réduire les forces de frottement grâce à une construction soignée et équilibrer les forces d'inertie au moyen de masses équivalentes placées sur l'autre côté des pistons.
Toutefois, les deux solutions esquissées ci-des sus, pour équilibrer les forces d'inertie, nécessitent la présence de masses supplémentaires portées par les pistons, ce qui entraîne une augmentation de la masse propre des pistons qui doivent résister à des sollicitations accrues.
L'augmentation des poids qui en résulte, entraîne une diminution considéra ble de la fréquence et par conséquent, de la puis sance effective de la machine par unité de poids, puisque l'ensemble des masses ainsi ajoutées doi vent être entraînées en mouvement alternatif comme les pistons.
Souvent, il est nécessaire de rendre le mécanisme de synchronisation complètement étanche à l'atmos- phère. D'autre part, si le mécanisme de synchroni sation pénètre dans plusieurs chambres, chacune à une pression différente, il est nécessaire de prévoir des boîtes étanches ou des garnitures d'étanchéité à chaque passage à travers la paroi d'une chambre.
Du fait du mouvement alternatif, une étanchéité absolue est difficile à réaliser. En outre, les garni tures des boîtes étanches sont sujettes à l'usure.
Le but de la présente invention est de créer une machine à pistons libres opposés dans lesquelles les forces d'inertie sont réduites au<U>minim</U>um afin de permettre une construction légère, faiblement solli- citée et simple.
Pour cela, la machine selon l'invention est carac térisée par une barre de synchronisation s'étendant parallèlement à l'axe des cylindres et traversant les cylindres et les pistons compresseurs cette barre de synchronisation présentant des rampes hélicoï dales coopérant avec des rampes complémentaires desdits pistons et étant pivotée à ses extrémités de façon à pouvoir tourner autour de son axe, le tout de façon qu'à tout mouvement donné de l'un des pistons opposés corresponde un mouvement donné de l'autre.
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention et des variantes sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe élévation latérale de la machine à pistons libres.
La fig. 2 est une coupe élévation en bout d'une partie du dispositif de synchronisation.
La fig. 3 est une coupe élévation latérale, à plus grande échelle, d'une partie du dispositif de syn chronisation.
Les fig. 4, 5 et 6 sont ,des coupes élévation en bout de variantes de la barre de synchronisation, et les fig. 7, 8 et 9 sont des coupes élévation latéra les de variantes de détail.
La machine à pistons libres représentée aux des sins est constituée par un cylindre moteur 1, des cylindres compresseurs 2 et 3 alignés axialement, des pistons moteurs opposés 4 et 5 montés de façon à effectuer un mouvement alternatif dans le cylin dre moteur 1 et reliés chacun à un piston compres seur 6 ou 7 pour prendre un mouvement alternatif avec ce dernier piston dans les cylindres de com pression 2 et 3.
Un disque annulaire 8 ferme l'extré mité intérieure de chaque cylindre de compression et un disque circulaire 9 ferme l'extrémité extérieure de chacun des cylindres de compression. Un carter 10 présentant des plaques de fermeture 11 d'extrémité renferme la machine.
Le dispositif de synchronisation est constitué par une barre 12 traversant les disques 8, les cylindres compresseurs 2 et 3, les pistons compresseurs 6 et 7 et les disques 9, les extrémités de la. barre étant supportées et fixées axialement dans les paliers de butée 13 prévus dans les plaques de fermeture 11. La partie centrale de la barre 12 est supportée radia- lement dans des paliers 14.
Les parties de la barre 12 se trouvant à l'intérieur des cylindres 2 et 3 présentent chacune un évide ment formant rampe ou coulisse hélicoïdale 15 ou une partie analogue. L'ouverture 16 de chaque pis ton 6 et 7 affecte une forme complémentaire de celle de la section de la barre 12, c'est-à-dire qu'une rampe 17 du piston fait saillie dans l'évidement 15 de la barre 12.
La fermeture des orifices de chacun des orga nes 2, 3, 6, 7, 8, 9 traversée par la barre 12 est effec tuée au moyen d'un segment d'étanchéité 18.
Pendant le fonctionnement, lorsque les ensem bles 4, 6 et 5, 7 effectuent un mouvement alternatif, les rampes 17 des pistons 6 et 7 suivent les évide ments hélicoïdaux 15, la barre 12 est soumise à un mouvement de rotation sous leur action. En consé- quence, les ensembles de pistons 4, 6 et 5, 7 exécu tent des mouvements alternatifs impérativement synchronisés l'un par rapport à l'autre et aussi en ce qui concerne leur position par rapport au reste de la machine.
Pour que le fonctionnement soit satisfaisant, les parties 17 des pistons 6 et 7 doivent suivre les cou lisses hélicoïdales 15 avec un minimum de résis- tance par friction. Ainsi, les coulisses hélicoïdales 15 ne doivent pas être inclinées suffisamment pour pro duire l'auto-blocage des éléments 17.
La barre 12 présente un alésage axial 19. Cet alésage 19 peut être utilisé pour la circulation d'un fluide refroidisseur ou comme canal pour égaliser les pressions dans les différentes chambres qui sont traversées par la barre.
Une came 20 est montée sur la partie médiane de la barre 12 comme organe d'entraînement et comme organe de réglage dans le temps pour l'appa reillage d'injection et d'autres accessoires.
Chaque coulisse hélicoïdale 15 peut présenter un angle différent de celui de l'autre, afin de pouvoir disposer les lumières du cylindre moteur de la façon nécessaire. Cet effet pourrait aussi être obtenu en permettant un léger mouvement axial de la barre 12, par exemple au moyen d'une rainure héli coïdale supplémentaire et d'un organe suiveur adja cent à sa partie médiane. Dans ce dernier cas, la barre 12 ne serait naturellement pas fixée axiale ment, par exemple par les paliers de butée 13. Ce léger mouvement axial de la barre donnerait lieu à des forces d'inertie de très faible intensité.
La fig. 4 représente une barre 21 analogue à la barre 12, qui présente plusieurs (quatre comme représenté) rainures hélicoïdales 22 relativement lar ges, correspondant à la coulisse hélicoïdale 15.
La fig. 5 représente une barre 23 qui présente plusieurs rainures hélicoïdales 24 (quatre comme représenté) relativement étroites.
La fig. 6 représente une barre 25 qui présente quatre évidements hélicoïdaux 26.
Les pistons 6 et 7 présentent des rampes complé mentaires venant en prise avec les surfaces des rai nures ou évidements 22, 24 et 26.
Dans la variante représentée à la fig. 7 la barre de synchronisation 21 traverse un écrou 26 présen tant une rainure hélicoïdale 27 recevant la nervure hélicoïdale 28 formée sur la barre 21. L'écrou 26 est placé dans un évidement 29 du piston 7, une plaque 30 étant prévue pour retenir l'écrou dans sa position. Un ressort à boudin 31 est disposé dans une partie extérieure de l'évidement entourant l'écrou et l'une de ses extrémités est fixée à l'écrou en 32, tandis que son autre extrémité est fixée au piston en 33.
La liaison représentée à la fig. 8 comprend un écrou 34 présentant une rainure hélicoïdale 35 re cevant la nervure hélicoïdale 28. Un manchon 36 en caoutchouc entoure l'écrou et est relié à ce der nier et au manchon de retenue 37 fixé au piston 7.
La liaison représentée à la fig. 9 est constitué par un écrou 38 présentant une rainure hélicoïdale 39 servant à recevoir la nervure hélicoïdale 28. L'écrou 38 est relié au piston 7 au moyen d'une clavette 40 montée de façon à pouvoir coulisser dans une rainure à clavette 41. Le mouvement alterna tif par rapport au piston est limité au moyen de rondelles élastiques Belleville 42 disposées dans des évidements 43 de consoles de retenue 44 montées sur le piston.
Même si une seule barre de synchronisation est employée la poussée latérale est considérablement réduite comparativement au montage d'un synchro- nisateur classique sur un côté seulement. Il en résulte une augmentation de la durée d'existence de la machine.