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BREVET D'INVENTION
Moteurs à combustion interne
Monsieur Oscar, James E 0 K L A N D
La présente invention se rapporte à des moteurs à combus- tion interne, en particulier à un type de moteur à plusieurs pistons avec moyen de compression d'une charge avant son..admis- sion dans la chambre d'explosion; l'objet de l'invention est une nouvelle machine à plusieurs pistons agissant simultané- ment avec organes qui, pour former la charge, comprennent plu- sieurs soupapes par lesquelles un mélange explosif est admis dans la machine, est comprimé puis conduit dans la chambre d'ex- plosion, le cycle de ces opérations s'effectuant à chaque cour- se d'explosion, de telle sorte que la puissance développée est plus grande que celle qu'il est ordinairement possible d'obte- nir.
Un exemple d'exécution de l'invention est représenté sur les dessins ci-annexés qui indiquent: fig.l, une coupe transversale par un plan vertical du moteur; fig.2, une vue par bout, avec parties à découvert et parties en coupe, pour montrer l'agencement des soupapes et le mécanisme de commande.
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Sur la case 10 est formée, ou a cette base, est reliée,une botte à manivelle 11, d'an type quelconque, composée d'un certain nombre de pièces détachables, et à l'intérieur de laquelle on peut accéder pour effectuer des réparations, des ajustages et des rempla- cements de pièces. Dans l'exemple du dessin, les côtés opposés de la botte à manivelle sont fermés par des plaques amovibles 12 et 13 cette dernière fermant la cage latérale 14. Dans la boite à manivel- le passe l'arbre 15 et dans la cage 14, un arbre à came 16 mils par l'arbre à manivelle, au moyen de roues d'engrenage 17 et 18. A l'extérieur de la botté à manivelle, l'arbre coudé 15 porte un volant 19 ; un contrepoids 20 sert à équilibrer la bielle 21 qui est attelée au bouton de manivelle 22.
Tout ce qui est dit ici se rapporte à un moteur à un seul cylindre, mais il est entendu que le moteur peut aussi bien être à plusieurs cylindres.
Sur la partie supérieure de la boite à manivelle est un corps cylindrique 23 au-dessous duquel est fixé un guide 24 descendant dans la botte à manivelle (figure 1). Le fond 25 de ce corps cylin- drique 23 est muni d'une boite de garniture 26 à travers laquelle une tige de piston 27 terminée dans le bas par une tête transver- sale .28 glisse le long du guide 24 ; cettetête porte un bouton 29 auquel est attelé le haut de la bielle 21.
Le corps cylindrique 23 est du type connu à deux parois entre lesquelles est une chemise d'eau de refroidissement, avec les con- duits nécessaires d'entrée et de sortie, nonreprésentés sur le des- sin. Le sommet du cylindre 31 formé dans le bloc cylindrique, est fermé par une tête 32 formant une cavité raccordée à un conduit 33 qui communique avec une chambre 34 formée dans une chambre 35 laté- rale au bloc cylindrique.
Le bloc ou corps cylindrique contient deux passages 36 et 37 qui aboutissent à la chambre 34 et sont séparés par une cloison 38.
La communication entre la chambre 34 et ces passages est contrôlée par un mécanisme à soupapes dont la description va être donnée. La chambre 34 est reliée à un conduit 39 qui part d'un carburateur non représenté, de façon qu'un mélange explosif puisse être envoyé dans la chambre et, éventuellement, au moteur, comme il va être expliqué.
Le sommet 40 de la chambre 34 est percé de trous 41 avec sièges 42
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pour les soupapes 43 et 44 munies de tiges 45 et 46 et poussées dans la position de fermeture par des ressorts 47; au bas des dites tiges, et suivant le même axe, sont montées des barres de poussée 48 et 49 se terminant dans le bas par des têtes 50 sous lesquelles agissent des cames 51 fixées à l'arbre 16. L'agence- ment des cames est tel que quand une barre de poussée se soulève, l'autre s'abaisse, et vice versa. Les parois supérieures des pas- sages 53 qui font communiquer les conduits 36 et 37 avec la chambre 34, sont percées de trous filetés 54 normalement fermés par des tampons à vis 55; ces trous donnent accès aux soupapes 43 et 44 pour les meuler ou les remplacer, quand cela devient nécessaire après un service prolongé.
En raison des positions contraires des cames 51 qui agissent sur les barres de poussée 48 et 49, les soupapes 43 et 44 s'ouvrent et se ferment alternativement pour le but indiqué plus loin.
A une certaine distance de son sommet, le cylindre est muni d'un conduit d'évacuation auquel s'adapte un tuyau 57, ou qui peut se décharger directement dans l'atmosphère; ce point de détail est d'ailleurs sans importance. On peut considérer que la soupape 43 sert pour lradmission, la soupape 44 pour la dé- charge, et que le conduit 56 est le conduit d'échappement.
La paroi inférieure 58 de la tête de cylindre a un orifice avec siège 59 pour une soupape 60 portée par une tige 61 sortant par le haut du cylindre et normalement poussée dans la position de fermeture par un ressort 62. Cette tige 61 est suspendue à l'extrémité d'un bras du balancier 63 monté au-dessus du cylin- dre, et dont l'autre bras supporte une tige de poussée 64 glis- sant dans le trou vertical qui traverse la cloison 38; le pied de cette tige coopère avec une came calée sur l'arbre horizontal 16 de la même manière que les têtes 50 du bas des barres de pous- sée 48 et 49 coopèrent avec les cames 51.
A certains moments, pendant la rotation de l'arbre 16, le balancier 63 provoque l'ouver- ture de la soupape 60 qui se ferme ensuite par l'effet des res-
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sorts 62.
L'allumage de la charge explosive qui entre dans la machine de temps en temps ou. au cours des divers cycles de fonctionnement est produit par un circuit ou un appareil avec bougie d'allumage
65 monté dans la tête de cylindre, ou. à une autre place.
Sur la tige 27, dans le cylindre 31, sont montes un piston de compression 66 et. an piston moteur 67., tous deux munis de seg- ments de piston.
Pour l'explication du fonctionnement du moteur, on a supposé jusqu'ici qu'une mise en marche est faite avec le bouton de ma- nivelle 22 au. bas de sa course, les deux pistons 66, 67 et la crosse 28 étant dans leurs positions extrêmes en bas. Quand la mise en marche est faite, lorsque le piston est en haut de sa cour- se, la soupape 43 s'ouvre, et la communication est ouverte avec le carburateur. Le piston inférieur 66 aspire une charge, de mélan- ge explosif, tandis que le piston moteur 67 est absolument sans charge. Le piston inférieur 66 atteint un point situé à environ trois millimètres de la limite supérieure de sa course, et à ce point la soupape 43 se ferme.
En arrivant à l'autre moitié de sa course, le piston inférieur 66 comprime la charge précédemment entraînée par l'ouverture de la soupape 43, et cette compression se fait jusqu'à ce que les deux pistons arrivent à nn point situé à environ douze millimètres du bas de leur course. En ce point, la soupape 44 s'ouvre, et trois degrés plus loin par rapport au mouvement de l'arbre à manivelle, la soupape 60 s'ouvre.
La char- ge précédemment comprimée sous le piston 66 passe par le conduit 37, le siège de soupape 42, le tuyau. 33 et, par l'ouverture 59, entre dans le cylindre au-dessus du. piston supérieur 67' Quand de nouveau les pistons montent, lors de la seconde révolution, la soupape 43 s'ouvre et une nouvelle charge est introduite, tandis que le piston supérieur 67 comprime la charge entre lui et le haut du. cylindre. Quand les pistons atteignent un point à vingt (Pègres dé la tête de cylindre par rapport à la rotation de l'arbre
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à manivelle, la charge comprimée s'allume, et les pistons 67 et
66 descendent à leur deuxième course.
Quand ces pistons attei- gnent an point situé à environ douze millimètres du fond, la sou- pape 44 s'ouvre, et le piston supérieur 67 vient découvrir le passage d'échappement 56. Quand les pistons arrivent au bas de leur course, le passage d'échappement 56 est complètement ouvert, de sorte que les gaz broies provenant de la charge allumée s'é- chappent dans l'atmosphère. Tel est le cycle complet de fonc- tionnement pour chaque explosion.
Une partie importante de:la structure et de l'agencement du moteur est 1!emploi d'un nouveau, système de graissage, l'ali- mentation étant assurée soit par compression, soit par godet graisseur, soit par un autre moyen équivalent amenant l'huile au cylindre par les côtés opposés, par exemple par les tubes 68 et 77., la paroi cylindrique comportant, à cet effet, des con- duits diamétralement opposés. Il est à noter que ces trous graisseurs sont dans une position centrale par rapport aux deux pistons, de façon qu'il n'y ait jamais de contrepression sur les golets graisseurs ou autres moyens,de graissage,-attendu qu'il y a toujours une charge au-dessous du piston,inférieur b6.
Il y a aussi à signaler l'atténuation ou plutôt la ssion du bruit provenant des pièces à mouvement alternatif et qu'on n'arrive pas ordinairement à faire disparaître dans les types courants de moteurs à huile ou à gaz. On a vu aussi la possibi- lité d'obtenir un mélange parfait dans le moteur, spécialement pour la raison que la charge est d'abord aspirée dans le moteur, puis comprimée et ensuite transférée à la chambre d'explosion, tous les mouvements s'effectuant à grande vitesse, ce qui cer- tainement rend la combustion complète. Un autre caractère avan- tageux, c'est le fait que les soupapes 43 et 44 sont toujours re- froidies par la chemise d'eau, et que la soupape 60 ne se déforme pas, grâce à ce qu'il y a toujours une charge derrière.
L'élimina- tion du type usuel de soupape d'échappement est très profitable,
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car avec une telle soupape, il y a risque de déformation à cause de la chaleur intense développée en ce point.
La description ci-dessus et l'examen des dessins mettent en évidence la simplicité de la construction, la facilité de l'assemblage et du contrôle du moteur à combustion interne, avec tous les avantages exposés dans l'introduction à la description, et qui contribuent à assurer à ce moteur une longue durée et un fonctionnement extrêmement satisfaisant.
Un grand avantage aussi est procuré par l'emploi de la crosse de piston 28 au.1 coopère avec les guides 24, car il n'y a ja- mais d'effort latéral sur les pistons 66 et 67, les pistons glis- sant, pour monter et descendre, dans un mouvement parfait de va-et-vient, sans effort latéral sur les parois du. cylindre et les pistons, dont l'usure est égale sur tout le pourtour; c'est là une des plus importantes particularités de l'invention. En outre, le lubrifiant contenu dans la botte à manivelle ne peut pas être intercepté ou dilué par l'essence qui est dans le cy- lindre, attendu que la garniture ou la boite d'étoupage empê- che toute pénétration de l'essence dans la botte à manivelle.