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" perfectionnements apportée aux moteurs à combustion interne ".
L'invention est relative aux moteurs à combus- tion interne.
Elle a pour bute surtout de rendre ces mo- teurs tels qu'ils permettent. tout en restant sensiblement dans les cadres de la construction actuelle notamment d'améliorer le rendement et la souplesse de marche et de profiter d'avantages annexes au point de vue allumage et démarrage.
Elle consiste,, principalement, à constituer les moteurs du genre en question par un ou plusieurs groupes comprenant chacun un cylindre dans lequel se produisent l'admission et la compression du mélange combustible, un cylindre dans lequel se produisent la détente et l'éachap- pement des gaz brûles,, et un distributeur reliant entre eux ces deux cylindres et dans lequel se produit, à vo- lume constant, l'explosion.
Elle consiste$ mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions, qui s'uti- lisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certaine modes
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de réalisation desdites dispositions; et elle rise plus particulièrement encore, et ce à titre de produite indus- triels nouveaux, les moteure du genre en question com-
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portant application de ces mêmes dispositions, les élé- mnts-vapeciaux propres à leur établissement, ainsi que les installations, fixes ou mobiles (notamment les auto- mobiles), comportant de semblables moteurs,
Et elle pourra. de toute façon* être bien com- prise à l'aide du oomplément de description qui suit, ain- si que des dessins schématiques ci -annexés, lesquels com- plément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig, 1 à 10 de ces dessine montrent autant de schémas destinés à faire comprendre le principe du fonctionnement d'un moteur à combustion interne établi conformément à l'invention.
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Les fig. 11 et 12 sont deux schémas destinée à -2 â,v ..,,..vh faire comprendre le fonctionnement au a.$BSfttgi5)& ce hô=¯ leur.
Les fig. 13 à 17 montrent, respectivement en coupe longitudinale partielle suivant 13-13 fig, 14 (par- ties arrachées), en plan partiel (parties enlevées), en coupe partielle suivant 15-15 fig. 13, en coupe partiel- le suivant 16-16 fig, 13 et en vue en bout partielle (par- ties coupées), ce même moteur une foie réalisé; certaine,, organes représentés sur les fig, 13 et 14 n'occupant pas la même position dans ces deux figures,
Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la pré- férence., se proposant d'établir un moteur à combustion interne on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On constitue ce moteur de manière qu'il com- prenne : un paire de cylindres 1 et 2 devant servir, le
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premier comme cylindre compresseur et le second comme cylindre moteur et dans lequel cylindre 2 sont ménagées, à une hauteur appropriée, des lumières 3 pour l'échappe- ment des gaz 'brûlés .lesquels cylindres sont disposés cote à cote;, ont leurs axes parallèles entre eux et leurs piétons respectifs 4 et 5 agencés comme les pis- tons ordinaires de moteurs à simple effet, leurs faces de travail étant tournées du même côté;
une pièce devant servir à la foie de tiroir- distributeur et de chambre de combustion et constituée par deux pistons 6 (chiffre 6 par lequel on désignera, dans ce qui suit, le distributeur), de même diamètre, co- axiaux et rendus solidaires entre eux par une tige axiale, de sorte que, entre ces pistons.se trouve une chambre qui sera la chambre de combustion. laquelle pièce 6 est propre à coulisser dans les deux sens dans une culasse 7,inté- rieurement cylindrique,, elle-même solidaire ou rendue so- lidaire de la partie supérieure des cylindres 1 et 2,et communiquant avec ceux-ci par des lumières 8 et 9, et dont l'axe est contenu dans le plan des axes desdits cylindres 1 et 2 et perpendiculaire auxdits axes, culasse par la- quelle passeront, en 10, les gaz d'échappement et qui re- cevra, en 11, le mélange combustible;
un moyen, par exemple une bougie d'allumage 12, propre à assurer l'explostion du mélange gazeux qui sera contenu dans le distributeur 6; et un mécanisme à commande desmodromique, sur lequel on reviendra dans ce qui suit et propre à assurer, d'une part, le mouvement des pistons 1 et 2, cela par ar- bre vilebrequin, le maneton relatif à la manivelle du piston 4 étant en avance, dans le sens du mouvement,d'en- viron 60 sur le maneton relatif à la manivelle du pis- ton 5, et, d'autre part, le mouvement rectiligne alterna- tif du distributeur 6; le tout de façon que, au cours du fonctionne-
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ment du moteur, les pistons 4 et 5 et le distributeur 6 puissent occuper, à certaine moments, les positions res- pectives que montrent schématiquement les fig. 1 à 10.
Le fonctionnement du moteur ainsi constitué en principe est, si le tout est judicieusement établi;, le suivante lesdites fig. 1 à 10 en montrant successivement les différentes phases,
Fig. 1. Les piston compresseur 4 est au point mort haut et est supposé avoir refoulé, dans le distribu- teur 6;,par la lumière 8, du gaz combustible, entré dans la culasse en 11 et qu'il a comprimé; le distributeur 6, qui se déplace dans le sens de la flèche dessinée au-des- sus de lui, ferme la lumière 9 par laquelle ont passé les gaz brûlés que le cylindre moteur 2 est supposé contenir; le piston moteur 5 remonte ; l'échappement 10;par la cu- lasse 6, va être fermé par le distributeur; la bougie d'allumage 12 ne communique pas avec la chambre de combus- tion.
Fig.2. Le piston compresseur 4 descend; les gaz combustibles, comprimés dans l'espace nuisible du cylindre 1 correspondante se détendent; le distributeur, continuant sa marche dans le même sens, commence à démas- quer la bougie 12, et la combustion des gaz comprimée dans ledit distributeur commence à s'effectuer; le pis- ton moteur 5. qui continue à remonter, comprime à eon in- térieur, dès que le distributeur a fermé l'échappement par la culasse, les gaz qu'il contient.
Fig. 3.- Le distributeur, se déplaçant toujours dans le même sens, ouvre la lumière 8 d'aspiration des gaz frais au cylindre compresseur 1; la bougie 12 débou- che entièrement dans la chambre de combustion, la combus- tion se poursuit dans cette chambre, ainsi que la compres- sion des gaz contenus dans le cylindre moteur.
Fig. 4. Le compresseur est toujours en période d'aspiration; la communication va s'établir entre la cham-
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bre de combustion du distributeur,, qui se déplace encore dans le même sens, et le cylindre moteur; le piston mo- teur 5 est tout près d'atteindre son point mort haut: la bougie 12 débouche toujours dans la chambre de combus- tion.
Fig. 5.- Le distributeur est à fin de course,* l'aspiration du compresseur est ouverte en grand ; lepis- ton 5 du cylindre moteur, après avoir atteint son point mort haut, se met à descendre, et la détente des gaz pro- venant de la chambre d'explosion est en plein travail dans ce cylindre; la bougie 12 débouche toujours dans le dis- tributeur.
Fig. 6. Le distributeur se dirige maintenant dans l'autre sens; le piston 4 du cylindre compresseur a atteint son point mort bas, l'aspiration dans ce cylin- dre étant toujours ouverte; le piston 5 du cylindre mo- teur va découvrir les lumières d'échappement 3 ménagées dans oe cylindre, cylindre qui est toujours en communica- tion avec la chambre de combustion; les gaz détendus dans ce dernier cylindre et la chambre de combustion s'échap- pent alors brusquement,* quand lesdites lumières 3 sont dé- masquées; la bougie 12 débouche toujours dans la chambre de combustion,
Fig. 7.
Le distributeur continue à se déplacer dans le même sens; le piston compresseur 4 remonte; le cylindre moteur 2 continue 4 être à l'échappement par la les lumières 3 ; la chambre de combustion cesse d'être en communication avec le cylindre moteur et ne contient plus que des gaz détendus; le distributeur va fermer 'admis.. sion sur le compresseur; la bougie d'allumage 12 débouche toujours dans la chambre de combustion,
Fig. 8.
Le distributeur continue à se déplacer dans le même sens; le piston 4 du cylindre compresseur comprime., dans celui-ci les gaz frais, une foie que le- dit distributeur a fermé la lumière 8 d'admission de ce
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cylindre; le distributeur va-mettre en communication, d'une part, le cylindre compresseur 1 avec la chambre de combustion 6, cylindre dont le piston 4 commence à remonter, et, d'autre part, le cylindre moteur 2, dont le piston 5 continue à remonter, avec l'échappement 10 de la culasse 7; la bougie 12 est complètement masquée par le distributeur.
Fig. 9. Le distributeur continue à se déplacer dans le même sens; le cylindre compresseur 1 commence à être en communication avec la chambre de combustion.,et le piston 4 de ce cylindre refoule et comprime les gaz frais dans cette chambre ; le piston moteur 5, qui Tient masquer les lumières 3. envoie les gaz brûlés, que son cylindre contient encore, seulement dans l'échappement 10 de la culasse ; la bougie 12 est maintenant @ masquée par le distributeur.
Fig. 10. Le distributeur est à fin de course; les pistons 4 et 5 continuent à remonter et les lumières 8 et 9 ont, pour cette position dudit distributeur, leur section maximum de passage; la bougie 12 est toujours masquée par le distributeur. Cette phase du fonctionne- ment marque la fin du cycle qui, une fois que les piétons 4 et 5, en continuant à. remonter,ment arrivées à leurs positions respectives montrées sur la fig. 1, recommence dans le même ordre à partir de ladite figure.
On voit que la combustion s'effectue à volume rigoureusement constant, combustion qui, comme on l'a supposé tout d'abord, a été provoquée par une bougie d'allumage, mais qui pourrait être provoquée autrement, par exemple par une tige isolée, au point de vue calorifi- que, des parties refroidies de la culasse 7 et maintenue chaude par la chaleur due aux combustions successives; cette tige, en effet ne prenant contact avec le mélange des gaz frais comprimés qu'au moment précis où ce mélan- ge doit être allumé.
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On voit également que l'admission ne commence dans le cylindre moteur 2 que lorsque la combustion est terminée; il n'y a donc pas lieu à réglage de cette ad- mission selon la charge et le régime.
Le démarrage peut être obtenu par bougie et ma- gnéto à haute tension, ou par fil métallique porté à l'incandescence par un courant électrique produit d*une fagon appropriée quelconque. Le démarrage à air comprimé peut s'effectuer sans organe de distribution supplémen- taire; il suffit de faire déboucher en un point tel,dans la culasse, une arrivée d'air comprimé,, que le distribua teur, coté moteur, ne découvre cette arrivée d'air que lorsque le cylindre moteur est dans sa période d'admis- sion laquelle arrivée d'air sera obturée par une soupa- pe automatique fermée par la pression dans la chambre de combustion, aussit8t démarrage obtenu;
il suffira pour cela d'ouvrir le robinet de communication entre le réser- voir d'air de démarrage et ladite arrivée d'air et de le fermer aussitôt production des premières explosions. Les fig. 11 et 12 se rapportent au cas du démarrage par air comprimé, l'arrivée d'air comprimé se trouve en 13. Sur la fig, 11, le distributeur masque cette arrivée d'air 13 au moment où le piston moteur 5 va découvrir les lumières d'échappement 3 du cylindre du moteur; sur la fig. 12, le distributeur est à, fin de course du coté du cylindre compresseur 1, ce distributeur comprend une patte de re- couvrement 61 propre à éviter toute communication entre l'échappement et l'air destiné au démarrage.
Il faut noter qu'on peut établir$ dans le dis- tributeur, à hauteur des organes d'allumage, des soupapes ou des robinets de décompression qui permettront d'utili- ser le moteur comme frein, en lui faisant aspirer de l'air pur. En effet, le travail de compression ne sera pas ren- du dans le cylindre moteur.
La commande des pistons moteur 5 et compresseur
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4 est obtenue comme il a été dit ; quantà oelle du dis- tributeur, on peut l'obtenir de façons différentes, par exemple comme suit et comme le montrent les fig. 13 à 17.
On rend solidaire axialement,de l'une des extré- mités de ce distributeur, une tige 14, par l'intermédiai- re de laquelle on actionnera ledit distributeur, tige qui se prolonge au delà du cylindre correspondant, par exem- ple du cylindre moteur 2, et dont on rend solidaire, vers son extrémité, une glissière 15 constituée par deux bar- res horizontale s perpendiculaires à l'axe de ladite tige et convenablement entretoisées, On établit, parallèlement aux axes des cylindres 1 et 2 et symétriquement par rap- port à l'axe de la tige 14, et de façon que leurs axes se trouvent entre lesdites barres, deux arbres 16 à la partie supérieure de chacun desquels on fixe une manivel- le 17 (les deux manivelles étant calées à 180 )
dont le maneton porte un dé 18 libre de coulisser dans la glis- sière 15, lesquels arbres 16 portent, y fixées, respecti- vement deux roues dentées 19, de même diamètre, engrenant ensemble, et l'un d'eux est commandé par l'arbre vilebre- quin 20 (vu seulement sur la fig. 17) et à la même vi- tesse que celui-ci, par l'intermédiaire de roues dentées hélicoïdales 21 et 22 (fig.
17), de sorte que, en faisant tourner l'arbre vilebrequin 20, le mouvement de rotation qu'imprime cet arbre vilebrequin aux arbres 16, qui tour- nent en sens inverse l'un de l'autre, se transforme, par l'intermédiaire des manivelles 17, en mouvement rectiligne alternatif par la glissière 15 et, par suite, pour la tige 14 et le distributeur 6, cela sans donner lieu à des réactions sur cette tige et qur ce distributeur, en é- quilibrant parfaitement, grâce à des masselottes qu'on fait porter aux manivelles, les forces d'inertie dues au distributeur, à la tige 14 et à la glissière 15 et en as- surant le même mouvement à ladite tige dans les deux sens, cela sans bruit pour les engrenages supérieurs qui ont
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leur mouvement synchronisé par ladite glissière,
les en- grenages hélicoïdaux 21 et 22 étant d'eux-mêmes relative- ment silencieux. En outre, parrconstruction les arbres 16 sont assez écartée l'un de Vautre, ainsi que des cylin- dres 2, pour qu'on puisse monter, sur celui de cesrabres qui est conducteur, un petit volant 23 (fig. 17) près du pignon Inférieur 21 et réunir ce volant audit arbre= par une liaison légèrement élastique qui supportera les variations des efforts d'inertie, lesquels efforts d'i- nertie peuvent être réduite au minimum si on prend le distributeur 6 et sa tige de commande 14 dans une barre de métal léger, par exemple de duralumin étiré.
On a ainsi constitué un ensemble (cylindre compresseur 1, cylindre moteur 2 et distributeur 6) qui peut fonctionner comme moteur isolé* ou bien servir d'é- lément de moteur pour un autre ensemble moteur à établir, cela avantageusement en utilisant ces éléments pour for- mer un ou plusieurs groupes de quatre cylindres disposés, dans chaque groupe, en file, cote à. cote et parallèlement entre eux, les cylindres compresseurs 1 de chaque groupe se trouvant entre les cylindres moteurs 2. C'est ce que montrent les fig. 13 à 17.
Les quatre cylindres d'un groupe sont obtenus dans la même pièce de fonte, la culasse 7 est rapportée, règne sur tous ces cylindres et est fermée à ses extrémi- tés respectivement par deux fonde 24 et 25. Deux distri- buteurs 6 sont engagés dans cette culasse; ils desservent chacun les cylindres de chaque élément de moteur et sont traversés axialement par une tige rigide (celle désignée par 14 sur les fig, 13 à 16) qui les rend solidaires entée eux et se prolonge au delà de ce bloc-distributeur du cô- té où elle doit recevoir son mouvement, le même que celui décrit.
Cette tige 14 traverse le fond 24 de la culasse dans lequel fond elle peut coulisser et aboutit dans un
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carter 26 recouvrant la partie supérieure du mécanisme qui la fera se déplacer et elle porte la glissière 15 ci-dessus qui fait partie d'une transmission identique à celle qu'on a décrite précédemment, commandée par l'in- termédiaire de .l'arbre vilebrequin 20 commun aux quatre cylindres. De l'autre coté ladite tige '14 peut coulisser dans l'autre fond 25 de la culasse 7. Ladite tige 14 est traversée axialement par un conduit 27 dans lequel est enfilé librement,du côté du fond 25, un tube fixe 28 (fig.
13), lequel conduit sert de passage à de l'huile de grais- sage qui arrive par ledit tube, huile qui lubrifie, et en même temps refroidit, le bloc-distributeur 6 en passant dans de petite conduits traversant la tige 14 et tonche dans le carter 26 sur les organes de commande du mécanis- me y contenus, dont la lubrification s'effectue par bar- bottage,un trop plein renvoyant ladite huile dane le car ter 29 du moteur (fig, 17).
L'espace.compris dans la culasse 7 entre les deux pistons, se faisant face, du bloc-distributeur 6,est en relation, par un tuyau 30, avec l'admission des gaz frais et les deux chambres déterminées dans cette culas- se par ses fonds 24 et 25 et ledit bloc-distributeur sont en relation, respectivement par deux tuyaux 31, avec l'é- chappement.
Le réglage du débit des compresseurs selon la charge est obtenu par l'ouverture de soupapes établies à une certaine hauteur dans la paroi latérale de chacun des cylindres compresseurs 1 et pouvant mettre ceux-ci en com- munication de manière qu'il y ait remisage d'une partie des gaz admis d'un cylindre dans l'autre.
Dans la culasse 7, des orifices sont ménagés dans le prolongement respectivement des lumières 8 et 9 des quatre cylindres. Ces orifices sont fermés par des bouchons 32 qui sont légèrement en retrait par rapport au cylindre intérieur de distribution. Cette disposi-
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tion permet notamment :que)les pressions soient équilibrées sur les distributeurs pendant le temps d'admission au mo- teur et de refoulement au compresseur ; quele réglage de la distribution puisse se vérifier, le moteur étant monté; et qu'on puisse brancher sur les bouchons 32 des manomè- très pour relever des diagrammes, d'une part,* du moteur et, d'autre part, du compresseur.
Pendant les temps de compression et de détente correspondant aux espaces nuit sibles dans les cylindres moteurs et compresseurs, cet é- quilibrage de la pression est obtenu par l'intermédiaire de rainures circulaires 33 ménagées autourr des pistons du bloc-distributeur.
Le démarrage à air comprimé, pour ce moteur de quatre cylindres, se produit comme précédemment; il y a des points morts, mais pratiquement, par suite des temps de compression et de détenteqnle moteur s'arrête toujours dans une position permettant le démarrage. Des qu'il y a deux groupes de quatre cylindres, il n'y a pas de point mort.
En 34 (fig, 13 et 15) sont représentées deux soupapes de décompression commandées de l'extérieur par un levier 35 manoeuvrable à la main ou placé sous le con- trôle du régulateur. Ces soupapes établissent la communi- cation entre les deux cylindres compresseurs 1 et servent à régler le débit selon la charge, ces soupapes pouvant être autres et actionnées de façons également autres, par exemple en établissant ces soupapes d'une façon analogue à des vannes commandées par vis, en montant sur ces vie des pignons et en commandant ces deux pignons par l'in- termédiaire d'un secteur denté qui synchronisera ainsi leur mouvement.
On pourra réaliser des moteurs à 8, 12, 16 cy- lindres en V avec plusieurs de ces groupes de quatre cy- lindres.
En suite de quoi, on obtient un moteur permet-
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tant une combustion à volume parfaitement constant, avec une distribution sans soupapes et à commande desmodromique très simple, puisqu'un seul bloc-distributeur suffit pour un groupe de quatre cylindres. Un allumage automatique as- sure, pour tous charges et régimes, une régulation sim- ple. Ce moteur comporte un démarrage à l'air comprimé et peut être utilisé comme frein.
Ledit moteur présente, par rapport aux autres moteurs à combustion interne, de nombreux avantages, no- tamment il permet: d'augmenter la compression; d'amélio- rer la combustion; de diminer la perte à la paroi; d'aug- menter le rendement du compresseur et le rendement du mo- teur ; d'améliorer le transvasement et l'échappement;d'aug- menter la puissance massique; d'assurer une plus grande souplesse ; et de construire le moteur, facilement monta ble et démontable, par-suite de nettoyage plus facile. En outre, l'équilibrage dynamique sera amélioré par rapport classiques aux moteurs à quatre cylindres,4 si on ne se sert d'un ar- bre de renvoi parallèle à l'arbre moteur pour équilibrer les forces d'inertie primaires, 1 résultante des forcée d'inertie secondaires étant moins grande que dans lesdits moteurs.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'aile leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux des modes de réalisation de ses diver- ses parties ayant plus spécialement été indiqués ci-dessus; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
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