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Moteur à combustion à deux temps.
Le brevet principal N .345041 du 16 septembre 1927 concer- ne un moteur à deux temps pour combustibles gazeux et liquides avec admissionsd'aire et de combustible séparées et aveo deux pistons mûs dans le même sens et glissant l'un dans l'autre, moteur dans lequel la chambre d'explosion est tout d'abord complètement remplie d'air et à cette charge d'air la charge de carburant est ajoutée. Comparé aux moteurs connus à commande dans le même sens, le moteur faisant l'objet du dit brevet se distingue en ce que la chambre d'explosion se trouve entre les deux pistons. Le piston extérieur représente donc le cylindre d'explosion mis en mouvement et sert, en même temps, avec sa partie supérieure élargie, comme piston de pompe de chargement.
Dans ce piston est disposée une soupape à action automa - tique, par laquelle, pendant la phase de compression, se pro -
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duit le passage du contenu de la pompe dans la cnamsre d'ex - plosion. Comme les deux pistons se meuvent dans le même sens, leurs bielles doivent être articulées au plateau-manivelle de manière que leurs manetons de manivelle soient situés à peu près ou complètement dans le même plan radial ; leur course est toutefois naturellement différente et, en fait, la course du piston extérieur atteint seulement environ un tiers de la course du piston intérieur. L'explosion se produisant entre les deux pistons agit sur le piston extérieur en sens contrai- re de son action sur le piston intérieur et réduit, par suite, le travail fourni par le piston intérieur d'environ 1/3.
La présente invention a pour but de supprimer l'action contraire de l'explosion sur le piston extérieur, de sorte que lors d'une charge ou d'une surcharge quelconque.., abstrac tion faite des pertes normales par frottement, on obtienne di- rectement le rendement effectif. Ce résultat est atteint, suivant l'invention, par le fait que le piston extérieur n'est pas, comme antérieurement, exécuté à la manière d'un piston en pot, mais perforé sous forme de cylindre lisse, et que, dans ce piston, par en haut, pénètre une pièce en tête de piston venue de fonte sur la culasse du cylindre, munie de canaux, et cela plus profondément que ne le comporte la course du piston extérieur. Cette tête de piston restant fixe permet de rempla - oer la soupape automatique adoptée dans le mode d'exécution actuel par une soupape commandée.
Le nouveau moteur à deux temps est représenté au dessin
La figure 1 montre une coupe longitudinale.
La figure 2 une coupe transversale suivant la ligne A - B de la figure 1.
Par 1 est désigné un cylindre en étages, auquel se relie, à la partie inférieure, l'enveloppe de botte à manivelle 2. A une ouverture de l'enveloppe de manivelle 2 est adaptée une soupape d'aspiration 3, tandis que d'une deuxième ouverture, habituellement fermée par une soupape à pression 20, part une
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conduite tubulaire 6, aboutissant à une ouverture 5 ménagée à peu près au milieu de la partie étroite du cylindre à éta - ges. En face de l'ouverture 5 est ménagée, dans le cylindre à étages, une ouverture 7 avec tuyau d'échappement 21 s'y rac - , cordant.
Dans la partie étroite du cylindre 1 est guidé un cylin - dre 8, qui, à son extrémité supérieure, possède un rebord 8a guidé dans la partie à soupape du cylindre 1. Dans le cylindre 8 glisse, d'autre part, le piston moteur 9. Dans le cylindre 8 sont ménagés deux orifices 11, 12 situés l'un en face de 1' autre et qui, dans la position correspondante du cylindre 8, viennent recouvrir les ouvertures 5, 7 du cylindre 1. Sur le côté extérieur du cylindre 8 s'attachent deux bielles 14, dont les autres extrémités sont articulées au plateau-manivelle 15.
Les tourillons, par lesquels les bielles 14 sont articulées au cylindre 8, font saillie à travers des fentes du cylindre 1; les deux bielles 14 sont placées latéralement en dehors de 1' enveloppe de manivelle fermée, toutefois facilement accessibles et enfermées. La bielle 13 du piston 9 est articulée au pla - teau-manivelle 15 de manière que son maneton de manivelle soit situé approximativement dans un même plan radial que les mane - tons de manivelle des bielles 14 ; piston 9 , toutefois, possède à peu près trois fois la course du cylindre 8.
Sur la culasse de cylindre 1 a est placée sur sa face inférieure, et reliée à lui par des nervures 22, une tête de piston fixe 23, qui pénètre par en haut dans l'ouverture in - térieure du cylindre 8 et, à son extrémité inférieure, est pourvue de segments de garniture de piston. La tête de piston 23 est en forme de pot et possède, dans le fond placé en haut, au-dessous des canaux de passage, une ouverture fermée habi - tuelleinent par une soupape 24. La soupape 24 traverse la culas- se de cylindre 1 a par sa tige de soupape 25 et est, d'habitu- de, tirée vers le haut par un ressort 26.
La soupape 24 est commandée, par un levier 27 suspendu, avec possibilité d'oscillât;
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au couvercle de cylindre la, à. l'aide d'un. disque à came 28.
Dans la culasse de cylindre est disposée l'introduction de gaz frais 29, dont le canal de communication avec la chambre située au-dessus de la soupape 24 est commandé par un tiroir rotatif 30. Le tiroir rotatif 30 a le même rapport de transmis - sion que l'arbre,à came et est actionné par l'arbre principal en passant par l'arbre à manivelle. La commande est, comme d'u - sage, recouverte par un capot protecteur 31.
La chambre de cylindre 1, dans laquelle se meut le rebord 8a, est fermée en bas jusqu'à deux ouvertures 32, 33, dont la première est fermée par une soupape d'aspiration et la seconde par une soupape de refoulement. De l'ouverture 33 part un tuyau 34, qui se réunit au tuyau 6 susmentionné à hauteur de l'ouver- ture 5 dans le cylindre 1. Au point de réunion des tuyaux 6 , 34 est ménagé un étrangleur circulaire 35, par le segment de commande duquel le tuyau 34 ou le tuyau 6 , ou l'ouverture 5 peuvent être recouverts.
La bougie d'allumage 17 est installée dans un orifice taraudé dans le sommet du piston fixe 23. Pour obtenir suffisam - ment de place pour la soupape 24 et la bougie d'allumage 17 dans la tête de piston fixe 23, les deux organes sont placés un peu en dehors du centre (voir coupe A-B par la tête de pis - ton ).
Le mode de fonctionnement du moteur est le suivant .
On suppose que les deux pistons 8 et 9 se trouvent à fin de course vers le haut. Lors de la descente des pistons, l'ad - mission de gaz frais 29 est ouverte par le tiroir rotatif 30, de sorte que le piston 8a, pendant la descente, aspire du gaz frais. Par suite de la hauteur de course différente des deux pistons, tous deux, pendant la rotation du plateau manivelle 15, se déplacent l'un vers l'autre, en même temps toutefois que les pistons se meuvent toujours dans la même direction. Pendant la descente des deux pistons, se produit, aussi bien dans l'enve - loppe, de manivelle qu'au-dessous du piston 8a, une compression
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de l'air qui entre dans les conduites 6 et 34.
Peu avant 1' achèvement de la descente des deux pistons, les ouvertures 11 et 12 de la partie de cylindre 8 viennent recouvrir les ouver - tures 5 et 7 du cylindre 1. Comme le piston 9, pendant son mouvement relatif par rapport au piston 8 , dégage les ouvertu- res 11 et 12 commandées par lui, l'air comprimé se trouvant dans les tuyaux 34 et 6 pénètre, par l'ouverture 11, dans 1' intérieur du cylindre, qui est limité par la perforation inté- rieure du cylindre 8 , le piston 9 et la tête de piston fixe 23.
Les gaz d'échappement, provenant des phases de travail antéri- eures, pouvant exister dans cette ohambre, sont alors refoulés par l'ouverture 12 dans le tuyau d'échappement 21. L'air admis peut, de la manière connue, être dirigé par un déflecteur 9a placé sur le piston 9 de manière que se produise un balayage intense. Par suite de la réserve abondante d'air dans les tuyaux 6 et 34, qui correspond à la double cylindrée, non seu- lement un balayage a lieu, mais la chambre comprise entre le piston 9 et la tête de piston fixe 23 est, de plus, complète - ment emplie d'air frais. Pendant la remontée des deux pistons, le piston 9, après un court trajet, ferme tout d'abord les ouvertures 11,12 et retient dans l'intérieur du cylindre une charge d'air normale correspondant au cycle à deux temps.
Le tiroir rotatif 30, vers la fin de la descente des pistons, a de nouveau fermé l'adduction de gaz frais 29. Le gaz frais aspiré est comprimé pendant la montée du piston 8a et, après que la soupape 24 a été ouverte, surpressé dans l'espace com - pris entre la tête de piston fixe 23 et le piston moteur 9, c'est-à-dire dans l'intérieur du cylindre. La soupape 24 s' ouvre juste quand le piston 9, en montant, coupe les ouvertu - res 11, 12, de sorte que toute perte de combustible est impos - sible. Le volume de la pompe à gaz frais est calculé de manière que l'intérieur du cylindre, outre la charge d'air y existant déjà, reçoive encore une charge de gaz frais complète, corres- pondant à la cylindrée non raccourcie.
Vers la fin du mouvement
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ascensionnel du piston 9, et pendant que lé "ßd'x8 vient de franchir le point mort supérieur, la soupape 24 se ferme, et alors par la bougie 17 se produit l'allumage du mélange normal, fortement comprimé. La pression de l'explosion agit sur tout le pourtour du piston de travail 9. Puis le fonctionnement se ré - pète dé la manière précédemment décrite. Il est compréhensible sans autre explication que le rendement de ce moteur est encore plus grand que celui du moteur décrit dans la demande principa- le, car le rendement du piston moteur n'est pas.réduit partiel- lement par une action contraire sur le piston extérieur et, pour le balayage et l'emplissage de la chambre d'explosion, un plus grand excès d'air est disponible.
Le travail de ce moteur à deux temps est, d'après la théo- rie thermique, supérieur à celui d'un moteur à quatre temps, car abstraction faite de la possibilité de surcharge de plus de 100% par rapport aux moteurs à deux temps normaux, le moteur, comme les moteurs à quatre temps, ne comporte pas la moindre perte de combustible, mais, en outre, entre chaque combustion, a lieu un balayage avec un volume d'air double par rapport à la cy - lindrée, grâce à quoi, indépendamment de la plus haute compres - sion dans le fonctionnement du compresseur, rien que par ce balayage, les propriétés thermiques de la charge sont essentiel- lement améliorées ; au contraire, dans les moteurs à quatre temps, comme on le sait, un balayage d'air manque totalement.
Comme dans le brevet principal, avec le présent moteur 1' effet du compresseur peut aussi être supprimé, si l'étrangleur circulaire 35 est placé de manière qu'il ferme l'ouverture 5 pour l'entrée de l'air. Le moteur fonctionne alors, ainsi qu' il est décrit dans le brevet principal, comme moteur normal.
L'étrangleur circulaire 35 est avantageusement accouplé avec les deux soupapes d'aspiration 32 et 3 de façon que, lors de la fermeture de l'entrée d'air 5 par l'étrangleur. circulaire, les dites soupapes d'aspiration d'air soient maintenues auto - matiquement ouvertes. Même en fonctionnement normal, le moteur
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rend considérablement plus qu'un moteur à deux temps normal et atteint déjà ainsi le rendement double de celui d'un moteur à quatre temps de même nombre de cylindres et de même cylindrée, car le moteur, dans ce mode de fonctionnement, reçoit, comme dans les moteurs à quatre temps, une charge de gaz frais cor - respondant à la cylindrée totale, qui n'est diminuée par au - cune perte de canalisation, et seulement, d'après le cycle à deux temps, à chaque tour une combustion a lieu.
Par fermeture de l'admission d'air 34, 6 ou 5 par l'étrangleur circulaire 35, la quantité d'air de balayage et de charge peut être variée entre de très grandes limites. Si plusieurs cylindres sont réunis en un bloc, la fermeture étanche des boîtes de manivelle individuelles l'une par rapport à l'autre, présente fréquemment des difficultés. Dans ce cas on renonce avantageusement à em - ployer l'enveloppe de boîte à manivelle comme pompe à air de balayage, mais on la laisse ouverte, comme dans les moteurs en série à quatre temps, et l'on utilise seulement l'air envoyé par le piston 8 a, dont le volume dépasse encore une charge normale de remplissage pour moteur à deux temps, de sorte que, même dans ce cas, par rapport à la première charge active, on travaille encore avec un excès d'air.
REVENDICATIONS.
1 - Moteur à combustion à deux temps suivant brevet principal N 345041 du 16 septembre 1927, caractérisé par le fait que le piston extérieur est façonné comme un cylindre avec rebord à une extrémité, et que, sur la face inférieure du couvercle amovible du cylindre fixe, est disposée une tête de piston portée par des nervures, qui s'engage dans le piston extérieur façonné comme un cylindre, et contient la soupape.