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"Moteur à deux temps"
La présente invention a pour objet un moteur à deux temps conçu de manière à réaliser une grande simplictté de construction., à supprimer tous les inconvénients inhérents aax moteurs actuels à deux temps, et à présenter au contraire tous les avantages des mo- tsars à quatre temps sans comporter aucun des inconvé-
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nients de ceux-ci, du fait, en particulier, qu'il permet de réaliser un gain de puissance et une économie de carbu- rant,
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exem- ple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'inven- tion.
La fig. 1 est une coupe verticale du moteur.
La fig. 3 en est ane coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 con- cernant une variante.
La fige 4 est Une eoüpe d'un moteur à deux temps avec deux pistons.
La fig. 5 montre, à plus grande échelle, une cou- pe d'un détail.
La fige 6 est tzne coupe transversale d'un clapet automatique, Dans le cas des fig. 1 et ;4 1 désigne le cylin- dre muni d'ailettes de refroidissement, 2 et renfermant un piston 3 relié à une bielle 4; l'admission des gaz carburés se fait par un collecteur 5 relié au carburateur avec on sans interposition d'un clapet tel que celai représenté à la fige 5 et qui sera décrit plus loin, ce collecteur 5 aboutissant à des lumières 6 qui débouchent dans le cylin- dre.
Les produits de la combustion s'échappant du cy- lindre avec une grande vitesse à travers une série de lu- mières 8, disposées sur une partie de la périphérie du. cy- lindre,et à travers un collecteur 7 à l'extrémité duquel se trouve monté un clapet constitué par une série de lames
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metabliques souples et légères 9 (fig, 1 et 2). chacune de ces lames est fixée en son milieu. sur une cloison ajou- réa 10 solidaire des parois du collecteur 7 et constituant un siège.
Des pièces 11 en forme de portion d'anneau et également ajoutées sont rixées en leur milieu sur les cloi- sons 10 de manière que chacune d'elles recouvre une des lames 9 tout en laissant à celle-ci une certaine liberté de battement.
Lorsque les gaz trais, introduits dans le cylin- dre par le collecteur 5 et les lumières 6, ont été compri- méess, le piston 3 arrivant à son point mort haut, l'allumage du mélange détonant comprimé est erfectué de la manière usuelle par la bougie 12 et l'explosion chasse le piston qui découvre d'abord les lumières 8 pour permettre aux gaz braies de s'échapper, puis découvre les lumières 6 d'ad- mission le cycle se dépétant continuellement.
Au moment de l'explosion, les gaz contenus dans la partie supérieure du cylindre constituent un corps vis- queux qui reçoit un mouvement de va-et-vient linéaire très rapide (environ 2000 à 5000 m/sec.pour les gaz carbures l'essence de pétrole);
ce corps se décolle des parois et il rebondit contre la oulasse, le piston'et les parois du cylindre jusqu'à ce qu'un orifice de sortie se présente à lui; à ce moment, il se précipite hors du cylindre, Grâce à la disposition du clapet 9 qui oppose très peu de résis- tance à la sortie des gaz brulés et leur interdit tout re- 'tour dans le cylindre après qu'ils se sont heurtés, dans leur mouvement continuel de rebondissement, contre une par- tie resistante quelconque, telle que le pot d'échappement
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ou l'atmosphère, on réalise dans le cylindre une pression finale très réduite, qui peut atteindre pratiquement 0,1
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à 0,5 d'atmosphère absola,suivanz le réglage et la cons- truction du cylindre.
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Cette pression finale de 0.-.à4 5 d'atmosphère absolu correspond à la quantité de gaz qui ne s'est pas échappée du cylindre; ce résidu peut provenir d'un retard dans la fermeture du clapet ; d'autre part, le corps gazeux en se heurtant contre les rugosités et les creux, laisse
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dans II interiear du cylindre, des parcelles de lui-même ciui se détendent et remplissent partiellement le cylindre après la fermeture du clapet.
Ces gaz constituent ce qu'on appelle les gaz ré- siduels. Suivant la quantité de ces gaz, l'espace compris entre le cylindre et le clapet 9,doit être environ egal au volume des gaz résiduels ramenis à la pression atmos-
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j3.éz¯icüe.
Ainsi, si cet espace qu'on appellera espace "in-
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termédiaire" est sensiblement plus grand que le volume des gaz résiduels, il se remplira de gaz frais qui n'entreront pas dans le jeu utile de la cylindrée suivante et ils se- ront rejetas ou brulés en pure perte. La consommation pratique d'un tel moteur seta trop forte.
Par contre, si cet espace intermGdiaire est sen-
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siblement plus faible que le volume des gaz r8ëiduels,les gaz frais ne rééliront pas la totalité du cylindre et le moteur, économique au point de vue de la cOl1somr.nation,ne fournira pas la puissance correspondant a la cylindrée.
Cet espace doit donc dépendre ues caracteristi- cues de la cy5.inaïréeiat son volume doit pratiquement être
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compris entre 0,5 et 0,1 de la cylindree totale.
Le clapet 9 ne doit pas être précédé ni suivi d'une canalisation tabulaire car il s'y produirait un mou- vement de va-et-vient du corps gazeux engendrant des chocs et des vides qui trouveraient le fonctionnement utile du. clapet; il faut à la sortie de celui-ci que les gaz ne soient pas canalisés,mais que leur force vive soit amor- tie; ce résultat s'obtient en faisant échapper les gaz brûlés directement dans l'atmosphère, ou dans une capaci- té large en tous sens, dont le volume est notablement su- périeur à celui de la cylindrée. Dans cette capacité la pression peut être supérisure à la pression atmosphérique sans troubler le bon fonctionnement de la soupape ni du moteur.
Le clapet 9 peut battre d'environ 1 millimètre entre le siège 10 et la butée 11.
La forme en demi-cercle du clapet 9 représente a l'avantage de réduire l'encombrement et d'offrir un tra- jet très court pour les gaz entre le cylindre et le clapet; de plus, celai-ci est de construction simple. On peut augmenter le nombre des rangées de lames et,en les éloi- gnant du centre du cylindre sur un rayon plus grand, on arrive facilement à donner aux gaz qui stechappent un pas- sage aussi grand qu'on le désire, celui-ci devant être fonction du périmètre des lames,attendu que la levée pra- tique de celles-ci doit se maintenir aux environs de 1 m/m/
Pour le bon fonctionnement du clapet au moment de sa fermeture il faut que les pièces Il soient ajourées de manière que la face externe des lames 9 présente un
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maximum de surface au choc en retour de la masse gazeuse',
car ce choc détermine la fermeture instantanée et réduit au minimum., les infiltrations nuisibles au fonctionnement du moteur puisqu'elles augmenteraient la masse des gaz résiduels.
Du fait que l'admission se produit dans une dé- pression profonde, la gazéification des liquides carburants est considérablement améliorée. Le point critique de l'é- tat liquide de carburant est dépassé de beaucoup de sorte qu'il se produit une sorte d'explosion des gouttelettes, qui se transforment en vapeur non saturés; il est bien en- tendu que la chaleur et le brassage aàdent à la vaporisa- tion, mais leur influence est moindre que celle du vide.
Les gaz frais, à cause de la grandeur de la dépression dans le cylindre, entrent en une masse animée d'une très grande vitesse) surtout au. premier ins-cant de l'admission, quand les lumières 6 sont découvertes,
Il est avantageux de placer dans le conduit d'ad- mission un clapet de retenue le plus près possible du cy- lindre et il doit être orienté de manière à empêcher les gaz, après leur tassement dans le cylindre, de rebondir en arrière.
On capte ainsi dans le cylindre des gaz à une pression supérieure à celle de 1'atmosphère ou du milieu qui alimente ce cylindre; cette pression est de l'ordre de 1,1 à 1,4 atmosphère ,
Un tel clapet est représente sur la fige 5 dans laquelle la tubulure d'admission est raccordée à la tubu- lare partant du carburateur (non représenté) par une en- veloppe en deux parties 14 et I4a constituant le loge- ment du clapet; ces deux parties sont fixées sur les tu-
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bulures et sur une pièce 15 ayant par exemple la forme re- présentée.
La pièce 15 est percée d'un certain nombre d'ou- vertures pour le passage des gaz qui sont dirigés vers
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elles par un df2 acteur 16.
Le clapet est constitue par une pièce métallique mince et slas-cique 17 dwcoupée de manière à constituer un cercle et manie de gras Intérieurs tels que celui indi-
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gué en 17. qui sont rixes sur la pièce 15.
Dans la l'ace de celle-ci) opposée à celle por- tant le ùsl'ieotear 16e est encastre un autre déflecteur 16 maintenu par un eorod 19 vissé sur une des extrémités dans le déflecteur 16.
Le déflecteur 18 est muni de bras 21 dont un est représenté sur la figure et desquels est solidaire un
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anneau peifdr6 Sa formant butée pour le clape.1,cot anneau jouant le même rôle que les pièces 11 ci-dessus.
Dans ces moteurs à deux temps, il apparaît net-
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tement un phénomène d'auto-allumage autre que ltauto-allu- mage bien con.::.tI. de fin de compression, avant l'explosion provoquée par l'allumage commander
Cet auto-allumage est bien dif1'érent ; il se produit à l'instant même du commencement de l'admission et avant la fin de celle-ci.
Les gaz qui entrent dans le cylindre où règne
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une grande dipr(-3esioni arrivent sous forme d'une masse compacte, ils forment projectile, heurtent les parois et refoulent les gaz raréfias résiduels, ql11 sont alors com- primas enn-cre les parois du cylindre et contre le piston ou la calasse.
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Quand la combustion de ces gza résiduels n'est pas terminée, oa quand il existe des points incandescents dans le cylindre, il se forme des foyers qui l'ont explo- ser la tête de la masse formée par les gaz frais qui ren- trent Cette explosion préalable rejette les gaz frais en arrière par les orifices d'alimentation et ce retour se traduit par un fort crachement au carburateur, crachement qui peut âtre froid,, chaud, et qui peut même être une flamme, suivant l'intensité du phénomène. En même temps, la moteur présente une marche saccadée, perd de sa puissan- ce, et quand le phénomène n'est pas intense, il produit ce qu'on appelle le régime à quatre temps des moteurs cieux temps.
La flamme de cet auto-allumage parasitaire est très distincte de celle de l'échappement , elle est d'un bleu blanchâtre, comparable à la couleur d'une décharge électrique des bouteilles de Leyde.
Pour éviter cet auto-allumage des gaz frais,, il faut que tout foyer capable de le provoquer soit eteint avant leur entrée. En conséquence, il faut: que l'explosion des gaz au moment précis où. se fait l'allumage broie la charge totale, le mélange doit donc être bien dosé,la chambre d'explosion doit être éta- blie de façon à présenter le moins possiole d'angles vifs, d'aspérités et de creux; la bougie d'allumage doit éclai- rer toute la masse gazeuse comprimée, elle doit donc être placée autant qae possible près du centre de gravitie du volume de la chambre d'explosion.
Cependant le plus grand facteur d'extinction de ces foyers est le temps qui sépara la fin de l'échappement
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du. commencement de l'admission. Ce temps utile varie pra- tiquement suivant la construction de l'ensemble de la cylin-
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drêe, Pour les régimes usuels de 5000 à S500 tours à la minute)un décalage de 10 à 80 degrés, entre le commence- ment de 1'échappement et le commencement de l'admission, est suffisant.
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Plus la carburation est parfaiteï- plus les pa- rois du cylindre sont lisses et plus ce temps de décalage pour une marche parfaite du moteur peut être faible; mais pratiquement il y a avantage à le tenir vers 30 ou da- vantage pour plus de sécurité.
Suivant la variante représentée à la fig. 3, dans laquelle les mêmes chiffres de référence représentent
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les cernes organes que proddommentjle cylindre 21 est ;va- froidi par une circulation d'eau, et l'admission est comman-
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dée au moyen d'une soupape 2Z disposée à la partie supé- rieare actionnée par ÙusE,oir calbumeur rieure et actionnée par un poussoir culbuteur 34.
Dans la disposition de la t'ig'4 le cylindre 25 renferme deux pistons 3 et eb se déplaçant en sens in- verses et convenablement décales 7.'un par rapport à l'autre
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poar que le piston 5b ait complètement fermé l'uchappe- ment alors que les lumières d'admission sont encore ou- vertes.
La tubulure d'admission renferme un clapet d'ad- mission constitue comme le clapet d'échappement décrit
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oi-àesmus et comprenant deux lames 26j un siège ajouré 37 et une pièce de bâtée 28, également ajourée.
Les dispositions suivant les figs.3 et 4 permet- tent de régler la distribution du gaz, de manière que
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ltorifice d'échappement soit fermù avant 1'ouverture de l'admission (x'ig,3' ou que l'orifice d't.chappem9nt se ferme avant la fin de ladnîssion (fig. 4) de sorte que l'admission se fait ou se termine dans un récipient clos sans risque de perte de gaz frais par la soupape. Gete disposition permet d'employer, en plus de l'alimentation
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naturelle obtenue par l'atillsation des propriëtes dyna- miques des gaz au moment de 1"explosion, un mode idécaniCiue " d'alimentation avec des gaz carburés déjà sons pression Dans ce dernier c4s, comme leorii'icc d'échappement est masqué par le piston, la pression est main"tenue.
Le clapet d'admission (i'ig. 4) permet, aans le oas 4Óane suralimentation mécuniqu.e,új8!gasiner dans le cylindre des gaz carburés à une pression plus fort'e-'qu.e leur pression primitivé. Cela est dû, d'une part, à lu grande dépression qui règne dans le cylindre au moment de
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l'ouvertare de l'admission, et, d'aatre part, à la vites- se d' entre e très grande des gaz qui en rstL1.te.
Bien que de construction plus complicu;:, que la forme d'exécution des fig. 1 et 2, celles des fig. 3 et 4 sont cependant plus avantageuses du fait que dans la première, les gaz frais entrant avec une grande vi- tesse dans le cylindre peuvent agir pour soulever légè-
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rement le clapet 9 d'chappenant3 ae sorte que la auragranae limentation n'est pas posciDle, paizgue la/pression dQe au choc des gaz frais provoquerait 1'oLLverGu:
L,e dudit clapet.
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Il doit être observe qu'en gùn,.,ral, quelle que soit la vitesse du moteur, la durée d'ouverture des lumières d'échappement par le piston ou par le fourreau.
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pu. tout autre obturateur commanié sera plus longue que le durée du trajet aller et retour de la masse gazeuse, sortie de ces lumières et revenant vers le cylindre après avoir heurté la masse gazeuse extérieure ou un obstacle quelcon- que , Ce n'est qu'à une certaine vitesse de régime as- sez elevée que l'obturation des lumières par les organes commandes aurait lieu assez tôt pour s'opposer à toute rentrée des gaz d'échappement dans le cylindre.
L'interposition du clapet automatique 9 sur le passage des gaz d'échappement a pour effet de pallier à ce defaut de concordance de temps entre les mouvements de la masse gazeuse et ceux des organes Obturateurs pour toutes les vitesses différentes de ladite vitesse particu.- lière, de sorte qu'elle permet de maintenir un fonctionne- ment correct et un bon rendement à tous les régimes du moteur En raison dudit manque de concordance de temps qui est rendu, possible par le clapet automatique, le pré- sent moteur peut être dit à fonctionnement asynchrone.
Il doit être entendu, que ce clapet) dont la mas- se et la levée doivent être assi faibles que possible pour obéir instantanément au choc de la masse gazeuse, pourra recevoir toute forme convenable. Tout en conser- vant la disposition Indiquée en coupe transversale sur la fig. 6..On peut donner en effet à la lame Métallique 9 une forme quelconque, droite, cintrée , circulaire' plate, decoupèe an spirale, etc-...Bien entende dans chaque cas le siège 10 etvia butée. il'auront une forme correspondant à celle de la lame.
Un moteur à deux temps établi suivant ce qui a
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été exposebi-dessus poarkà remplacer très avantageusement les moteurs à deux temps connus puisque le carter ne sert plus d'organes précompresseur et qu'il n'est par suite plus nécessaire d'assurer son étanchit de manière aussi ri- goureuse et aussi puisque la carburation est parraite, la vaporisation étant rendue intense par la dpression qui régnant dans le cylindre au moment de l'admission.
De plus,les moteurs actuels à deux temps sont difficilement applicables aux voitures automobiles du fait du cloisonnage nécessaire du. carter par lequel se fait l'alimentation ; d'autre part, le compresseur constitue une complication et dans les deux cas, la consommation est exagérée bien que la supériorité des moteurs à deux temps soit incontestaole; l'adoption du dispositif d'alimenta-
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tion suivan-c. l'invention permet de remédier de manière très simple à tous ces inconvénients.
D'ailleurs l'invention est applicable à des moteurs d'un nombre quelconque de cylindres et de dimensions quelconques.
REVENDICATIONS
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