Moteur à combustion interne à quatre temps. L\objet de la présente invention est un moteur à combustion interne à quatre temps.
Il se distingue d'autres moteurs connus combustion interne à quatre temps en ce que la durée de l'admission de l'un au moins des constituants du mélange explosif et la durée de l'échappement des gaz brûlés sont déterminées par le piston seul, celui-ci décou vrant à cet effet, vers la fin de sa course de sortie, une lumière au moins du cylindre et celle ou celles-ci étant mises en relation en temps voulu avec les conduits d'entrée et de sortie des gaz, au moyen d'un organe distri buteur au moins, actionné par l'arbre moteur avec une réduction de vitesse de 2 à 1.
Le dessin annexé représente, à titre d'ex emples, plusieurs formes d'exécution du moteur. Les fig. 1 et 2 sont des coupes verticales faites perpendiculairement à l'arbre moteur, de deux premières formes d'exécution ; Les fig. 3, 5 sont des coupes verticales brisées d'une troisième forme d'exécution ; La fig.4 est une coupe horizontale de cette forme d'exécution ; La fig. 6 est un diagramme se rapportant au fonctionnement de ladite forme d'exécution.
Selon la fig. 1, le piston moteur 2 est relié par une bielle 3 à une manivelle 4 de l'arbre moteur :5 et se meut dans le cylindre vertical 1. II commande au cours de son mouvement de va-et-vient une lumière unique 6 ménagée dans ce cylindre 1 et placée de manière à être découverte par lui à la fin de sa course de sortie, comme la fig. 1 le montre.
La lumière 6 sert à mettre ledit cylindre 1 en relation avec un cylindre 111 accolé à lui et communiquant à soir tour, d'une part, au moyen d'un conduit 9 avec un carburateur 91 fournissant le mélange explosif nécessaire à la marche du moteur, d'autre part, à l'aide d'un conduit 8 avec un pot d'échappement<B>81;</B> dans le tuyau 82 reliant le conduit 8 air pot 81 est intercalé un ventilateur 13 mît. d'une manière non indiquée au dessin par l'arbre moteur 5 et destiné à aspirer au moment de l'échappe ment les gaz se trouvant dans le cylindre 1.
Dans le cylindre 111 se meut un tiroir cylindrique 11 constituant l'organe distribu teur qui est mentionnf@ dans l'introduction et mettant la lumière 6 en communication, sui vant sa position, soit avec le çouduit 9, soit avec le conduit 8. Il est muni d'une tige 112 sur laquelle est articulée une bielle 113 reliée à une manivelle 114 d'un arbre actionné par l'arbre 5 au moyen de roues à chaîne Il--', 51 et d'une chaîne 11'; les diamètres des deux roues 115, 51 sont dans le rapport de 2 à 1.
Le piston 2 est pourvu d'un nez 12 ser vant à diriger le mélange explosif frais vers le fond du cylindre 1.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant Supposons que le piston 2 exécute sa course motrice de haut en bas et arrive à soir point mort inférieur, position à laquelle il découvre entièrement la lumière 6 qu'il commande. La manivelle 114 est calée sur l'arbre correspondant de façon que le tiroir 11 atteigne aussi à ce moment-là soir point mort inférieur et mette par suite la lumière 6 en communication avec le conduit 8. Les gaz provenant de la combustion du mélange explosif s'échappent du cylindre 2 par la lumière 6, le cylindre 111, le conduit 8, le tuyau 82, le pot d'échappement 81 sous l'ac tion combinée de leur pression plus élevée que la pression atmosphérique et du venti lateur 13.
L'arbre 5 continuant à tourner, le pistolr 2 remonte en comprimant au-dessus de lui les résidus de gaz qui sont demeurés dans le cylindre lors de l'échappement, puis redescend et leur permet ainsi de se détendre. Ces résidus sont refroidis par les parois du cylin dre 1 pendant ces deux courses ascendante et descendante, si bien qu'ils passent d'une température initiale d'environ<B>7001</B> à la tem pérature de ces parois qui est, par exemple, d'environ<B>80'</B> grâce au refroidissement par eau prévu.
Cette chute de température entraîne une réduction correspondante du volume des résidus, si bien que la pression dans le cylindre 1 est notablement plus fai ble que la pression atmosphérique au moment oii le piston 2 arrive de nouveau à son point mort inférieur et découvre entièrement la lumière 6 pour la seconde fois. Mais, pendant les deux courses considérées du piston 1, le tiroir 11 effectue une course de bas en haut, atteint son point mort supérieur et met par suite la lumière 6 en communication avec le conduit 9.
Grâce au vide existant en 1, du mélange explosif frais est aspiré du carbura teur 91 et se rend par le tuyau 9@, le conduit 9, le cylindre 111, la lumière 6 dans ce cylin dre 1 où le nez 12 le dirige vers le fond. Le piston 1 remonte, refera la lumière 6 et comprime au-dessus de lui le mélange explosif aspiré qui est eïrflamrné par une bougie 11 à peu près au moment où 2 arrive à son point mort supérieur. Ce piston 2 effectue alors une seconde course motrice, puis les opéra tions décrites recommencent.
Le mouvement relatif du tiroir 11 et du piston<B>'</B>a lieu de manière que le premier atteigne ses points morts cri même temps que le second atteint soir point mort inférieur; le moteur peut fonctionner ainsi dans les deux sens de rotation sans que des disposi tifs spéciaux de renversement de marche soient nécessaires, contrairement à ce qui a lieu dans les moteurs connus à combustion interne ù, quatre temps ; c'est un grand avan tage, notamment lorsque le moteur doit ser vir à la propulsion d'un ou de plusieurs véhicules se déplaçant sur rails.
Le tiroir 11 n'est en contact avec les gaz chauds prove nant de la, combustion que par sa face supé rieure ; sa surface cylindrique, par contre, est constamment refroidie par son contact avec les parois du cylindre 111; il travaille donc dans de bonnes conditions. De plus, il est actionné par l'arbre correspondant au moyen d'une simple manivelle et d'une bielle.
Ainsi que cela résulte de la description ci-dessus et de la fig. 1, le piston 1 seul détermine la durée de l'admission et de l'échappement. La lumière du cylindre 1, au lieu d'être constituée par un orifice unique, peut être formée de plusieurs orifices. Le ventilateur 13 peut être remplacé par un autre appareil permettant d'aider à l'échap pement des gaz de la combustion ou peut être supprimé. On petit aussi prévoir un appareil tel qu'un ventilateur pour favoriser le passage du mélange explosif frais du carburateur dans le cylindre au moment de l'aspiration. Le nombre des cylindres du mo teur peut être plus grand que uni.
La seconde forme d'exécution (fig. 2) est particulièrement destinée à être employée dans le cas de combustibles liquides lourds. Son cylindre 1 est muni d'une soupape auto matique 21 qui sert à l'admission directe en lui d'un mélange explosif produit dans le carburateur 91 et contenant juste la quantité d'air nécessaire à l'entraînement du combus tible.
II présente deux lumières superposées 17, 18 qu'il commande et dont l'une, 17, sert à l'introduction en lui d'air comprimé venant d'un réservoir 25 et destiné à achever en lui la formation du mélange explosif, tan dis que l'autre, 18, est utilisée pour l'échap pement des gaz de la combustion. Le tiroir cylindrique 11, actionné par un arbre tour nant à la moitié de la vitesse de l'arbre moteur 5, met alternativement en coiniiiuni- cation la lumière 17 avec le réservoir 25 et la lumière 18 avec le conduit 8.
Le réservoir 25 est alimenté en air com primé par un compresseur constitué par une prolongation, de grand diamètre intérieur, du cylindre 1, par une prolongation du pis ton 19 et par un piston annulaire apparte nant à cette prolongation et travaillant dans la chambre 23 formée par la prolongation de 1. Cette dernière est en communication avec l'atmosphère par une soupape d'aspira tion 22 et est mise en relation avec 25, au moment où le piston 19 arrive à son point mort supérieur, par une gorge 20 ménagée dans 19 et correspondant alors avec une lumière 201 du cylindre 1. La lumière 201 est en relation par la chambre se trouvant dans le cylindre 11t sous le tiroir 11 avec un conduit 26 aboutissant au réservoir 25.
Quand le piston 19 descend, de l'air est aspiré par la soupape 22; lorsqu'il remonte cet air est comprimé et se rend à la fin de la course ascendante dans le réservoir 25 par la gorge 20, la lumière 201, la chambre sous le tiroir 11, le conduit 26.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant Vers la fin de la course descendante que le piston 19 effectue sous l'action de la poussée produite par la combustion du mé lange explosif, il découvre successivement les lumières 18 et 17. La première n'est pas obturée alors par le tiroir 11 qui est à sa position inférieure; par contre, la seconde est close par le tiroir 11. Il en résulte que les gaz provenant de cette combustion peu vent s'échapper par cette lumière 18, la chambre supérieure du cylindre 11, le con duit 8, le tuyau 8', le pot d'échappement 81.
Le piston 19 remonte alors, puis redes cend. Pendant cette seconde course descen dante, il reçoit par la soupape 21 le com bustible qui n'est mélangé qu'à la quantité d'air strictement nécessaire à son entraine- ment. Vers la fin de ladite course il découvre d'abord la lumière 18, qui ne met cependant pas l'intérieur du cylindre 1 en communica tion avec le pot d'échappement 81, parce que durant le temps écoulé le tiroir 11 effectue sa course ascendante et obture cette lumière 18, puis la lumière 17 qui, elle, est libérée par contre par ce tiroir 11.
De l'air comprimé passe du réservoir 25 par le conduit 26, la chambre sous 11, la lumière 17 dans le cylin dre 1 et y complète la formation du mélange explosif par l'apport du complément d'oxy gène nécessaire à la combustion complète.
Dans la seconde course ascendante du piston 19, le mélange formé est comprimé. Il est enfin allumé au moment où 19 est à peu près à son point mort supérieur et fait effectuer à ce piston 19 une seconde course motrice de haut en bas. Les opérations décrites recommencent alors.
La seconde forme d'exécution présente sur la première l'avantage d'avoir une durée plus longue de l'échappement, due à la situa tion plus élevée de la lumière 18 par laquelle cet échappement a lieu ; le vide se produisant dans le cylindre 1 au moment de la course d'aspiration est donc plus grand.
On peut néanmoins disposer comme pré cédemment un appareil tel qu'un ventilateur pour augmenter la quantité de gaz sortant du cylindre lors de l'échappement. L _ tiroir 11 arrive à ses points morts en nrümc_ temps chie le piston 19 atteint son point mort inf=_:icur, de sorte que le moteur peut tourner dans les deux sens, sans dispo- t #p'cial <B>(lu</B> renversement de marche.
<I>s</I><B>, i if t</B> L'eniplui de ce piston 19 comme piston de eompr-sseur cl*irir offre la possibilité d'aug- riienter la pui#;sance du moteur par l'intro- duct:@;ii de plu::. d'air et de combustible, chose avantalgeurse dans bien des cas, par exemple lorsy:e ce rnct=i-ur sert à la traction et qu'il s'agit pour des démarrages ou des montées de lui faire donner u ri couple trois ou quatre fois plus grand qu'en palier.
D'après les fig. 3 à 5, le moteur comprend une paire de cylindres accolés 33. 34 dans chacun desquels va et vient un piston 31, <U>32</U> relié par une bielle à une manivelle de l'arbrcmoteur 35 ; les deux manivelles sont calées à 180 l'une de l'autre. Chaque piston 31. 3'.'. commande une lumière unique 36: 37 si-rvant à l'admission du mélange explo sif dans le cylindre correspondant, ainsi qu'à l'échappement des gaz de la combustion de celui-ci et débouchent dans un cylindre 39 commun à 33 et à 34.
Dans celui-ci se meut un tiroir 40 présentant une gorge et servant à mettre ces lumières 36, 37 en relation soit avec un conduit d'admission 38 du mélange explosif, soit avec un conduit d'échappement 39 ; le premier de ces conduits est placé plus bas dans la paroi du cylindre 30. Le tiroir 40 est actionné par une bielle et une mani velle d'un arbre 42 que l'arbre moteur 35 met cri rotation par l'intermédiaire de roues dentées 41 donnant une réduction de vitesse de 2 à 1. Le calage des manivelles des arbres 35 et 42 est choisi par exemple de façon que la manivelle du second soit à 45 en arrière de soir point mort inférieur lorsque le piston<B>32</B> est à son point mort inférieur.
La fig. 6 montre le cercle de la mani velle du tiroir 40 par rapport aux lumières 36, 37 des cylindres 33, 34; ces lumières sont placées au même niveau et ont une hauteur ca. Les points<I>4</I> B <I>C D,</I> décalés de <B>900</B> les uns par rapport aux autres, donnent quatre positions prises successivement par le tiroir 40 et correspondant aux différents points morts du mouvement des deux pistons.
Le cycle des opérations pour les deux a lieu suivant le tableau suivant:
EMI0004.0036
Tiroir <SEP> 11 <SEP> Piston <SEP> 31 <SEP> Piston <SEP> 32
<tb> Posa:r.n <SEP> <B>A</B>, <SEP> Point <SEP> mort <SEP> haut, <SEP> <I>e:xplosioit,</I> <SEP> Point <SEP> mort <SEP> bas, <SEP> <I>éclaalipertterët.,</I>
<tb> cominunieation <SEP> avec <SEP> l'écliap- <SEP> orifice <SEP> 36 <SEP> obturé <SEP> par <SEP> le <SEP> bas <SEP> orifice <SEP> 37 <SEP> ouvert.
<tb> pement. <SEP> du <SEP> piston <SEP> moteur.
<tb> Position <SEP> B, <SEP> Point <SEP> mort <SEP> bas, <SEP> <I>éclaaplieirterét,</I> <SEP> Point <SEP> mort <SEP> haut, <SEP> orifice <SEP> 37
<tb> communication <SEP> avec <SEP> l'échap- <SEP> orifice <SEP> 36 <SEP> ouvert. <SEP> obturé <SEP> par <SEP> le <SEP> bas <SEP> du <SEP> piston
<tb> peinent.
<SEP> moteur.
<tb> Position <SEP> C, <SEP> Point <SEP> mort <SEP> haut, <SEP> orifice <SEP> 36 <SEP> Point <SEP> mort <SEP> bas, <SEP> <I>a#piiciti.ou,</I>
<tb> communication <SEP> avec <SEP> l'admis- <SEP> obturé <SEP> par <SEP> le <SEP> bas <SEP> dur <SEP> piston <SEP> orifice <SEP> 37 <SEP> ouvert. <SEP> (Compres sion. <SEP> moteur. <SEP> sion <SEP> pendant <SEP> la <SEP> course <SEP> sui vante <SEP> ".)
<tb> Position <SEP> D, <SEP> Point <SEP> mort <SEP> bas, <SEP> <I>aspiratioia,</I> <SEP> Point <SEP> mort <SEP> haut;
<SEP> <I>explosion,</I>
<tb> communication <SEP> avec <SEP> l'admis- <SEP> orifice <SEP> 36 <SEP> ouvert. <SEP> (Compres- <SEP> orifice <SEP> 37 <SEP> obturé <SEP> par <SEP> le <SEP> bas
<tb> siorr. <SEP> lion <SEP> pendant <SEP> la <SEP> course <SEP> sui- <SEP> du <SEP> piston <SEP> moteur.
<tb> vante <SEP> <B>-D-.1.)</B> Comme on le voit, la distribution du moteur s'effectue d'une façon tout à fait régu lière, quoiqu'on n'emploie qu'un seul tiroir -10 commandé d'une façon très simple.
C'est un <B>avantage</B> sur d'autres moteurs connus poly- c@-lindrïques ii combustion interne à quatre temps, dans lesquels otl se sert d'tln orgatle de distribution commun aux divers cylindres, plais de forme et de mouvements compliqués.
Si on le désire, il petit y avoir des orga nes distributeurs distincts pont- l'admission et pour l'échappement. Chaque cylindre peut aussi présenter des lumières d'admission et d'échappement distinctes ait lieu d'une seule lumière. Le nombre des paires de cylindres peut être plus grand que un.
Le ou les organes distributeurs peuvent rie pas avoir la forme de tiroirs cylindriques; ils peuvent par exemple "être constitués par des tiroirs rotatifs.
Pour introduire le mélange explosif sous pression dans le oui les cylindres, on petit utiliser le carter du moteur comme chambre de compression on une pompe particulière, lion combinée avec le ou les pistons. Comme précédemment, tin ventilateur petit être uti lisé pour aider les gaz de la combustion à s'échapper des cylindres.