<Desc/Clms Page number 1>
motur à combustion à deux temps
Pour augmenter la puissance des moteurs d' automobiles devant participer ci des courses, on transforme généralement ces moteurs de façon à augmenter l'effort de compression. A cet effet, onr- tire une pièce intermédiaire située entre le cylindre et la tête de cylindre, ce qui diminue l'étendue de la chambre de compres- sion, ou bien on intercale un compresseur qui comprime dans le cylindre une plus grande quantité de gaz et d'air mélangés qu'on ne peut le faire par aspiration.
Le problème consiste à faire un moteur qui, sans grandes transformations, puisse en cours de route passer de l'état de moteur normal à l'état de moteur compresseur. La transformation d'un moteur normal en un moteur compresseur permet d'augmenter momentanément la puissance du moteur pour franchir certains ob- stacles tels que des parties de route en montagne. C'est là l'objet du dispositif de la présente invention.
La nouveauté de ce dispositif consiste en ce que le cylindre d'explosion est déplaçable dans un cylindre fixe, o il est mis en,
<Desc/Clms Page number 2>
mouvement par l'arbre à manivelle dans le même sens que le piston de travail, mais seulement avec un tiers de course de ce dernier;
le cylindre mobile avec le cylindre fixe sert de pompe peut le gaz frais entrant dans le cylindre mobile par une soupape ménagée sur son fond, et le piston, en se soulevant aspire de l'air frais dans la boite à manivelle du. piston, cet air sort de la boite à manivelle par un conduit avec clapet d'étranglement, et entre dans le cylindre mobile d'où les gaz brûlés sont expulsés complètement et remplacés par de l'air frais* Les dimensions de la pompe de charge sont établies de maniére à avoir dans le cylindre plus de 100 de charge le clindre contenant encore , en outre, une pleine charge d'air frais, ce qui fait agir l'appareil comme un compresseur.
En isolant le conduit d'amenée d'air frais, on transforme ce moteur compresseur en un moteur normal, Le nouveau moteur a encore l'avantage de supprimer les pressions des surfaces de glissement contre les pistons, pressions qui, dans les moteurs ordinaires, réagissent contre le moment tournant du moteur.
Des exemples d'exécution du nouveau moteur à deux temps sont représentés sur le dessin ci- Joint, avec vues schématiques relatives aux réactions sur les surfaces de glissement dans les moteurs à deux temps du type connu de l'invention* Ce dessin indique :- -figure 1 a 3, le nouveau moteur à deux temps avec diverses positions du piston.
-figures 4 à 5, deux autres formes d'exécution.
-figures 6 à 8, les réactions sur les surfaces de glissement, dans les moteurs connus.
-figures 9, l'élimination de ces réactions dans le nouveau moteur.
En. 1 est indiqué un cylindre fixe à étages,au bas duquel se trouve une boite à manivelle 2. Dans une ouverture de cette boite fonctionne une soupape 3, une autre soupape 4 fonctionne sur la tête du cylindre à l'intérieur d'une calotte. La boite 2 est reliée par un canal 6 à un orifice 5 formé vers le milieu de la partie étroite du cylindre étagé. En regard de l'orifice 5, ce
<Desc/Clms Page number 3>
cylindre présente un autre orifice 7 auquel est adapté un bout de tube extérieur.
Dans le cylindre étage 1 fonctionne un piston étagé 8 ouvert sur une côté et dans lequel est contenu un piston de travail 9 tout uni ou pourvu d'une plaque de diviation. Au fond du piston 8 est montée une soupape 10 et, sur la paroi cylindrique uni formant chambre d'explosion, à peu prés en son milieu, sont fixés, vis à vis l'un de l'autre des tuyaux 11,12 correspondant aux orifices 5 et 7 du cylindre 1, Les bielles 13 et 14 des pistons 8,9 sont articulées sur le disque 15 de façon que leurs boutons de manivelle sont dans le même plan radial ou légérement en dehors le piston 8 n'ayant qu'environ le tiers de la course du piston9 .Les deux bielles 14 du piston 8 sont attachées comme elles le sont déjà dans d'autres types connus,
à des boutons fixés au côté extérieur de ce piston et pénétrant dans des fentes du cylindre 1.Ces deux Nielles sont sur le coté, à l'extérieur de la boite à manivelle fermée; elles sont complètement entourées, mais aisment accessibles.
Le fonctionnement du moteur a lieu comme suit : - Quand les pistons 8,9 descendent du point le plus élevé de leur course, le mélange de gaz frais est aspiré en haut du piston étagé par la soupape 4. En raison de la différence de hauteur de leurs courses, les deux pistons se déplacent vis à vis l'un de l'autre pendant la rotation du disque 15, mais se meuvent toujours dans le même sens, au moins pour la plus grande partie du mouvement.
quand ils descendent, l'orifice 11 du piston 8 vient aoinaider avec l'embouchure 5 du canal 6 d'air frais* Tandis que le piston 9, dans son mouvement relatif par rapport au piston 8, déoouvre l'orifice 11 du piston 8, de l'air frais arrivant de la boite à manivelle 2 pénètre par le canal 6 qui, en cas de besoin, peut être fait large pour former récepteur et réfrigérateur, et cet air entre dans la cavité du piston 8 au dessus du piston 9, de sorte que cette cavité est nettoyée par l'air et remplie par luit lors du temps de fermeture des canaux Lors de la remontée,
<Desc/Clms Page number 4>
des deux pistons, le piston.
9 ferme les orifices 11,12, tandis que le piston 8, pendant le mouvement de remontée comprime dans le cylindre 1 le mélange gazeux frais et le force à passer par la soupape 10 dans sa chambre intérieure, à haute pression, de sorte que le mélange forme avec 11 air frais un corps gaaox homogéne à l'intérieur du piston 8.
Si ce piston 8 a une légère avance sur le piston 9, la soupape 10, au moment où elle reste ouverte et au moment de sa fermeture est soumise a une action de contrainte absolue, car aprés dépassement du point mort par le piston 8 et pendant que le piston 9 monte encore légèrement la pression dans le piston 8 augmente rapidement, alors que dans le cylindre fixe 1 se produit une légère dépression; cette double influence fait fermer la soupape 10 même quand la vitesse de rotation est très élevée* A ce moment, une ouverture 16 existant à la partie supérieure du piston 8 vient en face de la bougie d'allumage 17 qui est dans la partie supérieure du cylindre 1 et qui, alors enflamme le mélange gazeux fortement comprimé contenu dans le piston 8. L'explosion chasse rapidement le piston 9 vers le bas.
En raison de la longueur plus grande que présente le bras de la manivelle du piston 9, l'effort transmis par ce piston au disque 15 est notablement plus grand que l'effort contraire du piston 8 qui, pendant que l'arbre à manivelle tourne et que le piston 9 descend est entraine vers le bas. Dans oe mouvement de descente, l'ouverture 12 du piston 8 vient coïncider avec l'orifice d'échappement 7, de sorte qu'après que le piston 9
EMI4.1
.ÁA 1 dégagé l'orifice, les gaz brûles peuvent se dégager.
Aussitôt 10 ';1 Il éoha'Ppemen1i 1 orifice-11 du piston 8 ao1hoJ.de avec >1: après 1 ouverture da embonc:hvre 5 du canal d'air frais 6 et est découvert par le piston 9, de sorte que l'air comprima dans la boite 2 pendant la descente du piston 9 se détend passe aveo une pression à peu prés uniforme dans la chambre d'explosion et en chasse ce qui reste des gaz brûlés qui sont remplacés par de l'air frais. Lors de la descente des deux pistons, un mélange gazeux frais est aspiré par la soupape 4 dans le cylindre au-des- sus du piston 8. puis les mânes phases de fonctionnement recommen- cent. Quand les deux pistons montent; de l'air frais entre par la
<Desc/Clms Page number 5>
soupape 3 dans la boite à manivelle 2.
Dans le oanal d'air frais 6 se trouve un volet d'étranglement 18. Quand le canal 6 est fermé par ce volet le gaz frais arrive par la soupape 10 directement dans la chambre d'explosion du piston 8, pendant la montée des deux pistons et il est comprimé dans cette chambre par le piston 9 Quand les deux pistons, en s'abaissant, ont dégagé l'orifice d'échappement, les gaz brûlés sont évacués sous forte pression, et une dépression se produit dans la chambre d'explosion du piston 8 jusqu'à une assez grande distance vers le tuyau d'échappement 12, de sorte que, audessus de la soupape 10, déjà une partie de gaz frais aspiré dans le cylindre, pénètre dans la chambre d'explosion et expulse vers l'échappement le reste des gaz brûlés.
Dans ce cas, le moteur travaille dans les conditions normales, tandis que dans le premier cas,il fonctionne comme moteur compres- seur., L'organe d'étranglement 18 est commandé par le conducteur de sa place, de sorte qu'en cours de route le moteur peut, sans échappement dans le structure, fonctionner comme moteur normal, ou comme compresseur. Dans les deux modes de fonctionnement, le piston 8 en montant ou en descendant aspire ou expulse de l'air frais dans l'étage 19 du cylindre fixe 1, à travers les trous pratiqués dans l'étage; cet air purge et refroidit la chambre de combustion du piston 8 dans les meilleures conditions. La teneur du gaz en corps gras produisant de l'énergie pour chaque mode de carburateur et des quantités d'air additionnelles.
Comme pendant que l'appareil est employé comme moteur compresseur, la pression est plus élevée, il faut veiler, à ce qu'il ne se produise pas un allumage spontané du mélange. On évite cela en employant des corps producteurs d'énergie contenant de l'alcool ou de l'essence en mélange avec d'autres éléments*
Le moteur Et , deux temps proprement dit, est comme cela découle de oe qui est dit plus haut. constitué par le piston 8 avec le piston 9 qui fonctionne dedans, tandis que le même piston 8 forme avec le cylindre 1, avec le refroidissement. On peut dés lors considérer la machine écrite comme un moteur à deux temps à
<Desc/Clms Page number 6>
cylindre mû avec,le piston.
11 est reconnu, dans les moteurs normaux, le piston de travail, non refroidi mis en mouvement, n'est de loin pas aussi échauffé que le cylindre fixe largement réfrigéré. Pour refroidir convenablement le cylindre, il convient de le mettre en mouvement comme le piston. Le présent moteur à deux temps fournit aussi la solution de ce probléme. Un très important avantage de ce moteur, c'est que par suite de son énorme capacité supplémentaire de charge par rapport au contenu du cylindre, il est particulièrement approprié pour le :fonctionne- ment à l'huile minérale.
Comme dans la marche de l'échappement il est prévu une compression élevée et que, dans ce procédé de travail, on obtient encore, avec un degré septuple de compression
35 at. et plus de pression à. l'échappement, un tel moteur à échappement pourrait aussi être employé comme moteur à pression uniforme, si la bougie était remplacée par un appareil d'injection, le piston 8 fonctionne conjointement avec le cylindre 1 également comme pompe a air.
A un autre point de vue encore le nouveau moteur est supérieur aux moteurs usuels à deux temps, comme in va le faire voir par une brève comparaison cesmoteurs de véhicules, avec une pompe sur la boite à manivelles, purge des gaz et canaux commandés par le piston de travail, comportant en moyenne un angle d'ouverture et un angle de fermeture de 45 pour le canal d'aspitation, de 65 pour le canal d'échappement, et de 45 pour le oanal de transmission.
Si par exemple, la capacité du cylindre .est de 200 centimètres cubes, et si le rendement de la pompe est de 100%, la perte à l'aspiration sera d'environ 30 com et la -perte à la compression, de 56 com Comme l'Importante dépression entraîne encore un peu après la fin de l'échappement une certaine quantité inemployée de gaz frais vers le canal d'échappement, il n'y a plus que 115 à 120 oom qui sont soumis à la compression avec un rendement thermique encore diminué par les résidus gazeux dans le cylindre.
Si dans le nouveau moteur, le cylindre a aussi une capacité de 800 com, et si la pompe de gaz frais représente seulement un volume égal, lequel peut d'ailleurs être augmenté à volonté par
<Desc/Clms Page number 7>
élargissement de l'étage, il y aura déjà environ 150 oom d'air pur maintenu dans le cylindre par le piston de travail quand il monte, dans cette quantité d'air s'ajoutent automatiquement par compression 190 oom de gaz frais, soit en tout un mélange de 540 oom pour l'explosion.
Si l'on retranche un tiers de oe total pour l'entraînement du cylindre d'explosion agissant en sens con- traire, il reste une charge d'environ 230 oom pour le travail utile, en regard des 120 oom disponible dans le moteur normal à deux temps avec cylindre de même capacité* On n'a pas tenu compte, ici de ce que la. pression de travail moyenne est augmentée par la forte compression et de oe que la composition thermique est rendue bien plus parfaite par un abondant courant d'air de purge. Même quand le moteur travail comme moteur normale sa puissance est encore plus grande que celle des moteurs normaux.
Si le canal de transmission est intercepté, le cylindre est chargé seulement par en haut à 200 oom environ, ou en retranchant le tiers, comme ci-dessus,il reste environ 135 com disponibles pour la puissance effective,et la composition thermique est meilleure que dans les moteurs normaux, par ce que la purge étant faite de haut en bas, produit de meilleurs résultats* Il ne peut y avoir de perte de combustibles, ni dans le fonctionnement normal, ni dans le fonc- tionnement comme compresseur; dans ce dernier cas, le piston montant ferme le canal d'échappement dés que la soupape 10 du piston 8 est ouverte, dans le fonctionnement normal, la dépression qui se produit sert + ouvrir la dite soupape, et le gaz frais entre sans pression dans le cylindre.
Dans tous les moteurs connus jusqu'ici, à l'exception des turbines à combustion, il y a sur les surfaces de glissement des pistons, des.pressions dont la force tend a faire tourner la machine autour de l'axe de l'arbre à manivelles; en sens contraire du mouvement de rotation* La réaction a lieu dés que le piston quitte la position de point mort, et que la manivelle forme un angle avec la bielle, la pression d'explosion sur le fond du piston se décomposant en deux forces, dont l'une agit dans le
<Desc/Clms Page number 8>
sens de l'axe de la bielle, et dont l'autre est perpendiculaire à la voie de glissement du piston,
La figure 6 se rapporte au cas d'un moteur normal, à deux ou à quatre temps, avec un cylindre fixe et un piston de travail dans ce cylindre.
La figure 7 représente un moteur aveo un cylinder fixe et deux pistons de travail mobiles à l'opposé l'un de l'autre dans ce cylindre; les pressions latérales des deux pistons sont dirigés dans le même sens, à l'oppose du moment tournant*
La figure 8 montre un moteur avec un cylindre ä explosion qui est mobile à l'intûrieur d'un cylindre fixe, et¯qui 'va des pistons de travail à 1.'opposé l'un de l'autre; les pressions latér- ales des deux pistons sont dirigées dans le même sens a l'inverse du moment tournante
La figure 9 représente l'action des pressions latérales dans le nouveau moteur. La composante latérale du piston de travail agit contrairement au moment tournant. La composante latérale du cylindre d'explosion mobile agit avec le moement tournant.
Par la traction verticale des bielles du cylindre d'explosion mobile, le bras de manivelle et la bielle sont dirigés en ligne droite, et une certaine force oentrifuge se manifeste dans la composante latérale du cylindre d'explosion, de sorte que la pression latérale de ce cylindre peut être assimilée à celle du piston de travail, malgré un plus grand bras de manivelle. Les pressions se neutralisent ainsi dans le cylindre d'explosion mobile, et ce cylindre monte et descend dans le cylindre fixe sans aucune pression latérale. Dans certaines circon- stances, l'étage du piston extérieur 8 peut être employé comme pompe à air, fonctionnant comme on le voit sur la figure 4, concurremment avec la pompe de la boite à manivelle, ou remplaçant cette pompe, comme dans le cas de la figure 5.
Ceciddit, je déclare considérer comme étant de mon invention et revendiquer :
1 )un moteur à combustion interne à deux temps dont le cylinder d'explosions est mobile dans un cylindre fixe, et est mis en mouvement
EMI8.1
'11"f/"', même bzz--Ú par l'arbre a manivelle dans esens que le piston de tBaTailf#ais ?#}#
<Desc/Clms Page number 9>
seulement sur un teirs de la course de ce dernier;ce cylindre mobile avec le cylindre fixe forme une pompe pour le gaz frais introduit dans le cylindre mobile par une soupape fonctionnant dans le couvercle de ce cylindre;
pendant la monter le piston aspire du gaz frais dans la boite à manivelle tenant au oylindre fixe,pendant la descente du piston,l'air passe de la boite à manivelle dans un conduit a clapet d'étranglement et arrive au cylindre mobile d'où il expulse les gaz brulés que remplaoe de l'air frais.
EMI9.1
selon 1.
'TtfU 2 )u. moteur a combustion 3.ntene/da. le cylindre fixe et le cylindre mobile quiy fonctionne comme piston sont d'une construction à étages de sorte que le volume d'aspiration dans le cylindre fixe est au moins égal à celui que représente la capacité du cylindre mo- bile.
EMI9.2
selon 1 et 2 q; 5 )u.n moteur a combustion interne/dont la bougie d'allumage est dans le cylindre fixe et à travers un trou pratiqué dans le cylin dre mobile allumera un moment donné,le mélange de gaz et d'air con- tenu dans ce cylindre.
4 )Un moteur a , combustion internesselon 1-3 caractérisé en ce que dans un rebord du cylindre fixe sont ménagés des trous d'aération 5 )Un moteur à combustion interne selon 1-4 caractérise en oe que la partie élargie du cylindre fixe et du cylindre mobile est em- ployée comme pompe à air remplaçant ou complétant la pompe de la boi- te à manivelle.
6 o )un moteur à combustion interne selon 1-5 caractérisé en ce que le réservoir alimentaire est divisé en compartiments pour conte- nir les diverses matières combustibles employées,de ce réservoir est amené au carburateur au moyen d'un robinet à trois voies,de l'essence quand le moteurfonctionne comme moteur normal du benzol ou un mé- lange producteur d'énergie motrice,quand il fonctionne comme moteur compresseur.