Moteur rotatif à eonihustion interne. Cette invention est relative à un moteur rotatif à combustion interne, polycylindrique, comprenant, monté rotativement sur un ar bre unique, au moins un groupe de deux éléments juxtaposés formés chacun de deux cylindres en I forme de fraction de tore de section circulaire, diamétralement, opposés, et dans lesquels se déplacent des pistons, qui sont fixés par deux, ceux, correspon dants à deux cylindres opposés, à une pièce centrale en forme de Z, laquelle tourne au tour de l'arbre, dans le sens de rotation des cylindres du moteur, à une vitesse angulaire variable.
D'après cette invenlion, la rotation de clia- que pièce centrale en forme d e Z s'effectue par l'intermédiaire de deux groupes de bielles opposées, dont chaque groupe, formé de deux bielles articulées l'une à l'autre, est, articulé, d'une part, aux cylindres et, d'au tre part, à ladite pièce centrale, de façon à former avec des rayons qui seraient menés.
de l'axe de l'arbre aux points d'attache, un parallélogramme articulé, et dont. l'axe d'ar ticulation cles bielles entre elles porte des galets de roulement prenant appui sur deux daines ,jumelles fixes sur l'arbre, situées Lie part et (fautre du plan médian de l'élément du moteur, formé de deux cylindres opposés, auquel correspond la. pièce centrale consi dérée.
Au dessin ci-annexé, donné à titre d'exemple, hig. i est une vue<I>(le</I> ïdi:é d'une fu-rnl- d'exécution (tu. moteur, partiellement en coupe suivant un plan passant par l'arbre:
Fig. '? en est, une vue de face, partielle- ment en coupe suivant un plan perpendicu- laire à l'arbre: Fig. 3 est une coupe montrant la cum- mande des soupapes: Fig. '1 est, une coule schématique du moteur;
Fig. 7) est une coupe semblable, nzont.raï@t les organe=. mobiles dans une position dif férente.
Le moteur j eprésetdé se compose rl'é@é- ment.s assemblés. par groupes de cieux, et comportant chacun deux cylindres aû' et ("= de section circulaire, constituant une fra- tion de tore d'environ 'i0" chacun. et. dia- métralement opposées.
Ces cylindres, sont maintenus à écarte ment constant. du centre du moteur 0 par des flasques latérales F formant carter, mon tées sur des roulements à. billes dont les ba gues intérieure; sont emboîtées à frottement. dur, sur un arbre fixe cannelé et creux 1, solidaire du plateau P clé fixation du moteur.
Le groupe carter et cylindre peut tourner librement. autour de l'arbre fixe, et porte en H, l'organe sur lequel agit la résistance ab sorbant la puissance développée par le mo teur.
Sur l'arbre fixe A sont montées à frotte ment clin- deux fortes cames jumelles K en acier trempé, portant des cannelures corres pondant aux clavettes clé l'arbre.
Ces cames sont fixes, étant solidaires clé l'arbre, et maintenue à écartement constant. par l'interposition d'un roulement annu laire R', dont la couronne intérieur fait fonc tion d'entretoise.
Sur la grande couronne du roulement R' est. montée à. frottement doux une pièce cen trale terminée par deux bras courbes diri gés dans le sens de rotation du moteur et diamétralement opposés, le tout c,)nsiituarrt une pièce rigide en forme de Z.
Aux extrémités des bras courbes chi Z sont, centrés et fixés rigidement les, pistons P' et P=, munis de segments. Ces pistons épousent la courbure des cylindres et peu vent. se déplacer à leur intiérieur, en tour nant autour de l'arbre A, tout en restant. à écartement constant. du centre 0.
L'embiellage est constitué par deux grou pes diamétraierrient opposés, comportant chacun une bielle B et deux biellettes paral lèles B'.
Les bielle; B sont respectivement. mon tées oscillantes autour d'un axe X' porté par une chape C ménagée dans un talon trian gulaire T, venu d'une seule pièce avec le cylindre, et servant à son centrage et à sa fixation sur les flasques F. L'extrémité oppo sée des bielles B est emboîtée à frottement doux sur un axe X.
L ns deux biellettes B' sont montées, à frottement dur- sur des épaulements de cet axe, et maintenues bloquées respectivement de chaque côté de la bielle B, par un roule ment annulaire, R', dont la bague intérieure est emboîtée à frottement dur sur un autre épaulement de l'axe X et bloquée par un écrou.
L'axe X oscille entraîné par les biellettes, dans une bague emboitée dans la bielle B. Les extrémités opposées des biellettes sont emboîtées à frottement dur sur les épaulements d'un axe, X2 dont la partie cen- tral.e oscille à frottement doux dans: une ba gue fixée sur la pièce centrale Z.
Le montage des deux groupes est. iden tique, et on constitue deux parallélograrn- m:es X X' 0 X\ ayant 0 pour sommet com mun (fig. 4) et formés par lent bielles b'. les biellettes B', les parois F du carter et la pièce centrale Z.
Si l'on anime le groupe cylindre et car, ter d'un mouvement de rotation dans le sens de la flèche, les axes X' se déplacent avec une vitesse .angulaire égale à. celle des cylindres, autour du centre 0 par liaison rigide avec: les talons de fixation et d'en- traînement T.
Les roulements B' sont entraînés par les bielles B, ainsi que les axes X= par l'inter médiaire clés biellettes B'. Les axes I= en traînent par liaison, la pièce centrale Z qui oblige les pistons P' et P= reliés rigidement., à se déplacer clans le même sens.
Les organes de distribution agissent une fois par tour !fig. 3).
A cet .effet-, la tige de commande de cha que soupape S se, déplace à une vitesse an gulaire: égale à celle, des cylindres et est ac tionnée par une came fixe l;,' bloquée, sur l'arbre A.
Ce genre de moteur peut comporter 1, ?, ou 4 groupes clé deux éléments, sur un ar bre unique, soit 4, 8, 12 cu 16 cylindres.
Le. moteur indiqué comporte deux grou pes clé deux éléments soit 8 cylindres; toutes les commandes de soupapes sont clans un plan parallèle: à l'axe longitudinal du moteur. Les cames seules sont décalées sur l'arbre fixe A, permettant de répartir les détentes motrices, à intervalles égaux de 45 dans le moteur de 8 cylindres.
La came fixe k1 soulève alternativement les tiges de commande de soupapes t munies de galets cg, et commandant par l'intermé diaire de culbuteurs q les soupapes S.
Un ressort très faible rappelle chaque soupape à la mise en marche; lorsque le mo teur fonctionne la fermeture est assurée par la force centrifuge agissant sur la masse de la soupape.
Les tiges de commande t sont ramenées vers ,le centre du moteur, par la force centri fuge .agissant sur des masselottes, situées à l'opposé des tiges, sur les culbuteurs q.
Les cylindres moteurs Cl et C' sont pro longés par des tubes en tôle, assemblés par moitié et formant le carter; ce dispositif per met de capter l'huile en excès projetée par tous .les organes en mouvement à l'intérieur du moteur. Ces tubes sont ouverts vers l'in térieur du' moteur, afin de laisser libre pas sage aux bras du Z portant les pistons, etse terminent. par des pipes d'aspiration (' fai sant communiquer les boîtes à soupapes, avec l'intérieur du carter.
Afin que l'huile accumulée par la force centrifuge contre la paroi intérieure du car ter ne pénètre pas dans les cylindres, ces pipes sont .munies intérieurement d'une cloi son oblique cl.
L'intérieur du carter est en communi cation constante avec l'air libre, par des ori fices o, percés latéralement et en couronne sur les flasques F, vers le, centre du moteur.
Des lumières d'échappement L ménagées à. l'autre extrémité du cylindre. sont décou vertes par le piston à fond de course de sortie.
Ces lumières viennent déboucher dans une tuyère (le détente w emboitée et main tenue. par serrage à l'extérieur du cylindre, cette tuyère est orientée en sens inverse de la rotation du moteur, afin d'augmenter la vitesse d'écoulement des gaz.
Le moteur représenté est. à. haute compres sion; l'air seul est aspiré dans les cylindres, et. comprimé fortement, de façon à, élever sa température suffisamment. pour permettre l'inflammation des vapeurs du combustible injecté sous pression graduellement et cli-rec- tement clans les cylindres, par des pompes à piston F indépendantes, tournant avec le moteur.
Chaque cylindre est muni à cet effet d'un injecteur vaporisateur J mis en c omm.uni- cation avec le canal de refoulement du. com bustible par un tube u, de faible, section in térieure.
Ces tubes solidement tenus, tourment avec le nicteur ahrsi que les. pompes, afin d'éviter tout ,joint. mobile, sur les canalisa- Lions conduisant le combustible refoulé sous forte pression.
Le combustible est, amené par un tube branché sur un réservoir, sous. pression, à un raccord a. vissé et bloqué sur le manchon du plateau de fixation P, il pénètre dans le canal i foré clans le manchon du plateau, arrive clans une chambre annulaire, ména gée clans une pièce tournant avec le man chon arrière du moteur Vil.
L'étanchéité entre ces deux pièces, dont l'une st mobile, est assurée par un double joint, presse-étoupe c7, <I>à</I> serrage progressif et a utiomatique.
Le décalage de la. came 7,:=, en avant ou en arrière du sens de la rotation du moteur, permet de déterminer avec précision et pour tous les cylindres, le point d'injection du combustible, aux divers .régimes de marche.
Les pompes étant montées, en étoile- .et. bloquées sur une couronne de centrage N autour du manchon arrière du carter, leurs plongeurs viennent. passer à tour de rôle, sur la came k=.
Les variations de régime sont obtenues par le déplacement de la came dans le sens lon gitudinal.
Si l'on consiclère un seul élément, formé de deux cylindres opposés, -diamétralement, le cycle se produira indentiquement clans chacun d'eux, mais avec un décalage de 180 " de rotation du moteur.
PGur l'explication du fonctionnement, on considérera le cylindre Cl et on partira de la position qu'occupe ce cylindre en fi-.<B>5,</B> le piston étant à fond de course vers, la culasse, et la soupape S ouverte, établissant la com munication entre l'intérieur du cylindre et le carter, par la. pipe d'aspiration 1'.
<I>gère</I> course: <I>Admission</I> d'air.
Si partant. de cette position fig. 5, on fait tourner le moteur dans le. sens de la flèche, le piston restant d'abord immobile par suite de la forme de la came K, le vide relatif pro duit par le déplacement du cylindre, appelle un volume d'air froid venant .du carter, qui, lui, est en communication .constante avec l'air libre, par les orifices o.
I1 existe donc à cet instant., dans la pipe d'admission un courant d'air dont la vitesse va augmenter rapidement, en raison de la vitesse linéaire du cylindre. En fin de course, les lumières d'échappement L sont décou vertes par le: piston et viennent établir la communication avec la tuyère w, où règne une dépression du fait même de son dépla cement;
cette dépression prolonge celle pro- vaquée auparavant par le piston et. permet à la masse d'air animée d'une grande vitesse, de continuer son mouvement à l'intérieur du cylindre, pour passer à l'air libre.
Ceci constitue un premier balayage.
A ce moment, la vitesse de l'air atteint, sa valeur maxima. On a terminé la première course (admission) et effectué un quart de tour :du .moteur, soit 90 9. A ce moment, le piston a pris; une vitesse égale à celle du cylindre.
2èrn.P <I>course:</I> Fin. d'admission-compression <I>d'air pur.</I>
Le moteur continuant son mouvement, le piston augmente de vitesse angulaire et vient masquer lies lumières d'échappement L, la masse d'air lancée à grande vites,#e, conti nue son mouvetrient en vertu de son inertie, et vient s'accumuler dans le cylindre, jus qu'à ce que la pression intérieure devienne suffisante pour lui faire perdre sa vitesse. A cet instant, la soupape se ferme, c'est le retard à la fermeture d'admission, bien après la fin de la première course et. après la fer nreture des lumières L.
Le piston continuant son mouvement se rapproche du fond de cylindre. La compres sion de l'air commence, pour atteindre sa va leur maxima lorsque .le piston arrivera à fin de course vers la culasse.
A ce moment là, le moteur aura tourné de 90 , de plus, soit en tout: 180 , la deuxième course est finie. L'injecion du com bustible commence.
3è- <I>course:</I> Inflammation <I>et</I> détente- évacuation <I>des</I> gaz-brûlés.
A cet instant, la compression de l'air est telle, que sa température -est suffisante pour enflammer les vapeurs .du combustible in jecté dans le cylindre; cette injection com mence légèrement .avant l'arrivée du piston à fin de course vers la culasse, pour se. ter miner un peu après.
Le combustible, étant injectÉ- graduelle ment sous pression et vaporisé à son entrée dans la'chambre, l'inflammation est très ra pide; la combustion commence et, élève con sidérablement la température de l'air, :com primé dans le cylindre, par suite sa pression augmente rapidement à une valeur limitée par l'injection et maintenue constante, pen dant une fraction de la course du piston.
Au début de la détente, le piston est im mobilisé grâce à la résistance offerte par les cames<I>K</I> aux roulements R=.
Le cylindre reçoit tangentiellement l'ef fort résultant de la détente des gaz, cet effort est exercé sur un bras de levier, toujours constant et égal au rayon joignant le centre 0 du moteur à la circonférence passant par le centre de la section intérieure du cy lindre.
Après un certain déplacement. du cylin dre pendant la. détente motrice, le piston commence à ,se déplacer mais à une vitesse qui restera inférieure à celle du cylindre. jusqu'à ce que celui-ci ait parcouru<B>90,'</B> à partir de la. fin de course vers la culasse.
Un peu avant la fin de course vers la sortie, le piston vient découvrir les lumières d'échappement L dont la section de passage est très grande, ce qui constitue une avance à. l'échappement.
Les gaz brûlés étant encore à une pres sion relativement élevée au-dessus de la pression atmosphérique, se précipitent à tra vers les lumières L, pour se. détendre à l'air libre en passant par la tuyère 2v (le dé tente, orientée en sens opposé de la rotation du moteur, afin de faciliter l'écoulement. et de recuellir une réaction utile de la part. de ces gaz, à l'ouverture des lumières.
La vitesse de sortie des gaz brûlés est éle vée; il se produira une chute de pression et de température très brusque, qui amènera une forte dépression dans le cylindre.
Au moment de cette dépression et afin d'éviter le retour des gaz brûlés dans le cy lindre, la soupape s'ouvre rapidement pour offrir une grande section de passage, per mettant à l'air froid refoulé par la force cen- trifug-e contre les parois intérieures du car ter, de venir combler le vide relatif créé dans le cylindre; cette masse d'air prend la suite des gaz brûlés, pour passer dans la tuyère de détente ze; la tuyère prolonge dans le cylindre la dépression créée par la détente rapide des gaz.
Il en résultera un violent courant d'air froid, à l'intérieur du cylindre, refroidissant les parois et expulsant complètement les gaz brûlés.
La vitesse de ce courant d'air peut. at teindre une valeur très élevée, par un ré glage précis du point d'ouverture de la sou pape. On voit donc que la durée de contact des gaz brûlés à haute température, avec les parois du cylindre et du piston, est par ce système de balayage énergique, réduite au minimum; la quantité de chaleur, captée par les parois sera d'autant plus faible, et., par suite, la température moyenne sera dimi nuée. Ceci constitue la fin de la troisième cours après -/4 de tour.
4èine <I>course:</I> 13alayagè <I>de la</I> chambre <B><I>de</I></B> combustion <I>et</I> évacuation <I>d'air</I> chaud. Le moteur continuant à tourner, le piston coriiirience sa course montante et vient mas quer les lumières d'échappement.
La soupape reste en pleine ouverture; la pression monte légèrement dans. le cylindre, jusqu'à annuler la vitesse du courant créé; l'air se détend ensuite et, chassé par le piston, revient au carter en repassant au- tour de la soupape toujours en pleine ouver ture.
Une certaine quantité de chaleur prise au cuni,act des parois va être emportée par cette niasse d'air expulsée du cylindre par le piston; donc cette période est ici une: période de refroidissenient.
Lorsque le piston sera vers la culasse, le cylindre aura parcouru le dernier .quart de tour.<B>Il</B> se retrouvera art point. de départ, ayant effectué le cycle complet en un tour. <B>Il</B> en aura été de nieème pour le cylindre CJ.
Lorsqu'un des cyïindres évacue L'air chaud clair:( le carter le cylindre opposé comprime et ne peut clone pas l'admettre, ce (lui diminuerait le poids<B>(le</B> la cylindrée. Cet air chaud est, évacué par les lumières d'é- chappeinent L ouvertes derrière les pistons; il est aspiré par la dépression exercée d'ans la tuyère u# et poussé par la force centri fuge tendant toujours à l'expulser du carter.
Cette niasse d'air chaud est remplacée dans le c'a'rter par une quantité cl'a'ir froid venant (le l'extérieur; il existe tolujours un courant d'air à l'intérieur du carter, celui-ci fonc- tionn.ant coninie un ventilateur centrifuge.
Lorsque les lumières sont. masquées par les parois des pistons, la masse d'air en mouvement continue à s'accumuler dans le carter en vertu de son inertie.
La vitesse linéaire relative des pistons est. maximum au début de la détente, s,'est- à-dire au moment. clés fortes pressions et h'aut'es températures; la quantité de chaleur perdue par les parois est. d'autant plus faible. ce qui contribue à élever le rendement ttrer- mique du moteur. La vitesse linéaire relative des pistons est minimum au moment. -des périodes de balayage.
Lorsque les lumières sont fermées, il y a toujours une résistance élastique sur l'un des pistons; compression ou détente mo- trice.
Le frottement des segments est. limité par leur élasticité. Au moment des plus hautes températures etpressions, les pistons étant presque immobiles dans l'espace, la force centrifuge n'a aucune action sur les seg ments:, et ne nuit donc :pa- à leur étanchéité. Ces segments, très minces, sont groupés par deux et montés de façon que leur plan com mun de contact passe par le rayon du mo teur.
La. force centrifuge agissant sur les rou lements R2 comme sur les boules d'un régu lateur , aide par l'intermédiaire des bielles et des biellettes à l'accélération du mouve ment des pistons, .au moment où ils doivent atteindre le maximum de vitesse angulaire; les pertes d'énergie sont atténuées, la valeur des efforts dûs à l'inertie de la pièce cen trale Z étant. de ce fait diminuée.
Les bielles et biellettes travaillant toujours en traction, leur section seule entre en jeu et non leur profil.