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Dispositif combiné pour le balayage des gaz brûlés et la suralimentation du cylindre dans les moteurs à explo- sions et à combustion interne.
La présente invention a pour objet un dis- positif combiné pour le balayage des gaz brûlés et la suralimentation des moteurs à explosions et à combus- tion Interne, caractérisé par le fait qu'au cylindre moteur sont reliés deux cylindres dans lesquels se meu- vent deux pistons engendrant des volumes dont la somme est supérieure au volume engendré par le piston moteur et envoyant respectivement dans le cylindre moteur de l'air frais sous pression pour le balayage des gaz brû- lés et le fluide sous pression servant à la suralimen-
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talion ,
les mouvements de ces deux pistons étant ré- glés par rapport au mouvement du piston moteur et les divers orifices d'admission et d'échappement étant dis- posés de telle sorte que les quatre phases normales des moteurs à quatre temps (détente, échappement, ad- mission, compression) s'opèrent dans le cylindre moteur en un seul tour de. l'arbre moteur.
Cette disposition permet donc d'obtenir un temps moteur par tour de manivelle, comme dans un mo- teur à deux temps, tout en conservant les quatre phases du moteur à quatre temps, ces phases pouvant d'ailleurs âtre nettement séparées grâce à un réglage approprié.
En outre, elle permet d'obtenir un balayage efficace des gaz brûlés et une suralimentation du cu- lindre moteur. Cette suralimentation sera réalisée avec un mélange carburé dans le cas des moteurs à explosions, par air frais dans le cas des moteurs à combustion in- terne, genre Diesel ou semi-Diesel.
Au dessin annexé, à titre d'exemple:
La fig. 1 montre schématiquement la dispo- sition conjuguée du cylindre moteur et des deux cylin- dres auxiliaires, appliquée au cas d'un groupe Diesel.
Des fig. 2 et 3 sont respectivement l'épure sinusoïdale et l'épure circulaire correspondant au fonc- tionnement d'un moteur ainsi constitué.
La fig. 4 est une coupe verticale d'une for- me de construction d'un groupe Diesel pouvant fonction- ner éventuellement comme moteur à explosions. comme il a été expos6 dans ce qui précède , au cylindre moteur a, dans lequel se déplace le piston , sont adjoints deux cylindres b et c (fig. 1) dans les- quels se meuvent-des pistons e et f, La somme des volumes
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engendrés par les pistons e et f est supérieure au volume engendré par le piston moteur m.
De préférence, les pistons e et f sont pourvus de clapets automatiques g et h, par lesquels, dans le cas présent, ils peuvent être mis respective- ment en communication avec l'atmosphère.
Le cylindre b, qui est le cylindre de ba- layage, peut être mis en relation avec le cylindre moteur a par un orifice i, D'autre part, le cylindre c servant au remplissage et à la suralimentation peut être mis en relation avec le cylindre a par l'intermé- diaire d'une soupape j commandée par une came s et ré- glant l'ouverture d'un orifice k, Le cylindre moteur comporte en outre une lumière d'échappement 1. L'en- semblo des cylindres b et c, leurs pistons e et f munis de: leurs clapets g et h, et le piston moteur m forme deux pompes aspirantes et foulantes dont l'une est ré- servée exclusivement au balayage des gaz brûlés,l'autre au remplissage et à la suralimentation du cylindre moteur.
Les pistons de ces pompes sont actionnés par des biellettes n et o reliées à des manivelles p et q dont les angles de calage± et ss. par rapport à la manivelle motrice r sont calculés de manière à assu- rer de manière précise un taux convenable de compres- sion dans le cylindre de balayage,la durée exacte de la phase de balayage ainsi que le taux de compression convenable du cylindre de remplissage. La position de l'orifice 1 est prévue de manière à assurer en temps opportun le début du balayage. Le début du remplissage et sa durée sont déterminés par le profil de la came s qui commande la soupape j.
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Dans la forme de construction représentée fige 4, le cylindre moteur a est de préférence pourvu dtune culasse à circulation d'eau; d'autre part, à ce cylindre est relié de la manière connue un injecteur (non représenté) permettant d'alimenter le moteur pour le fonctionnement en moteur à combustion Diesel ou semi- Diesel. En outre, peut être adjointe une bougie d'allu- mage afin de permettre le fonctionnement en moteur à explosions ; à cet effet, d'ailleurs, le cylindre de remplissage c porte à sa partie inférieure un plateau x sur lequel peut s'adapter un carburateur ou tout au- tre appareil permettant le remplissage de ce cylindre par un mélange carburé quelconque. Pour le fonctionne- ment en Diesel ou semi-Diesel, le plateau x est ouvert à l'air libre.
Les tiges des pistons e et f sont reliées par les biellettes n et o aux manivelles p et q soli- daires de la manivelle motrice; les chapes d'articula- tion v,w des biellettes aux tiges de piston, sont guidées dans des glissières ! z.
Le calage des manivelles p et q étant effec- tué de manière c-onvenable, le fonctionnement du moteur ainsi constitué a lieu de la manière suivante (fig. 2 et 5):
Sur l'épure sinusoïdale , le mouvement du piston moteur m est représenté par la courbe I, les mouvements des pistons e et f respectivement par les courbes II et III.
Lorsque le piston moteur m est en appoint mort haut) sur la courbe I, le piston de balayage e est en!2 '(courbe II) allant vers son point mort bas A2, c'est à dire pendant la période d'aspiration de l'air
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de balayage, le clapet automatique g étant ouvert. Le piston f est en a3, (courbe III), allant également vers son point mort bas A3, c'est à dire pendant la période d'aspiration du mélange carburé ou de l'air frais, le clapet automatique h étant ouvert ,
L'allumage s'est produit quelques degrés avant le point mort haut du piston m. Le temps moteur est représenté sur les deux épures par a1, b1.
En bl le piston m démasque l'orifice d'échap- pement 1. A ce moment commencera l'échappement naturel des gaz et il se produit instantanément à l'intérieur du cylindre a une forte colonne de dépression. Le piston e se trouve alors en b2, dans sa course ascen- dante, marchant vers son point mort haut d2 et compri- mant l'air de balayage. Le piston ± est on b3 au dé- but de sa course ascendante), commençant la compression du mélange carburé ou de l'air frais de remplissage et allant vers son point mort haut g3. L'échappement na- turel se poursuit de b1 à c1.
Arrivé en c1, le piston m découvre l'orifi- ce i. A ce moment commence le balayage sous pression, le piston e étant en c2 toujours en période ascendante.
Le pistonf est en c3 et continue la compression du mé- lange carburé.
Le balayage sous pression s'effectue de c1 à d1, jusqu'à la fermeture de l'orifice i. (A noter que pendant cette période la vitesse du piston moteur est relativement faible, ce qui favorise le balayage sous pression). A la fin de cette période de balayage le piston e est arrivé en /, à son point mort haut B2.Le piston f est en d3, continuant sa compression.
De d1 à e1 s'effectue un échappement na-
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turel, constituant un balayage sans pression. Arrivé en e, le piston moteur m masque complètement l'orifice
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d'éahappement 1 ce qui marque la fin du balayage.
A ce moment le piston.! se trouve en e, la compression du mélange carburé ou de l'air frais est alors terminée; sous l'aotion de la came s la soupape j s'est soulevée, un peu avant la fin du balayage, met- tant en communication le cylindre c avec le cylindre moteur a lorsque le piston m est arrivé en f1.
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Le piston est en f2, Pousu1vant'l'asp1- ration de l'air de balayage et le piston f en f3, com- mençant le remplissage sous pression du cylindre mo- teur. La période de remplissage sous pression s'étend de f1 à g1, la s oupape j retombant sur son siège en gl, tandis que le piston m obture l'orifice d'admission k. A ce moment le piston e est en g2, toujours en pério- de descendante, tandis que le piston! est arrité en g à son point mort supérieur.
Le piston m qui n'est pas tout à fait arri- vé à mi-course ascendante continue alors sa montée, produisant la compression du mélange combustible, jus- qu'en al, point mort haut. En h s'est produit l'allu- mage. Le cycle recommence ensuite dd la manière exposée ci-dessus.
Comme on a pu s'en/rendre compte, et comme
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cela est partioulièrement apparent sur l'épure air- uvulaire (frigo Z)p 1 s'out produit un teàpe moteur pour un tour de manivelle motrice et cependant les quatre phases du moteur à quatre temps sont nettement conservées, la période de balayage étant notamment par- faitement distincte de celle de remplissage . En outre, le dispositif employé permet un remplissage efficace
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du cylindre et sa suralimentation à volonté.
Bien entendu, l'application de l'invention n'est nullement limitée à la forme de construction représentée et décrite. En particulier, on doit pré- voir son utilisation pour tous types de moteurs à explosions et à combustion interne et son application à un nombre quelconque de cylindres.
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A¯ - R E V E N D I C . T I 0 N S
1 ,- Dispositif combiné pour le balayage des gaz brûlés et la suralimentation des moteurs à explosions et à combustion interne)) caractérisé par le fait qu'au cylindre moteur sont reliés deux cylin- dres dans lesquels se meuvent deux pistons engendrant des volumes dont la somma est supérieure au volume en- gendré par le piston moteur et envoyant respective- ment dans le cylindre moteur de l'air frais sous pres- sion pour le balayage des gaz brûlés et le fluide sous pression servant à la suralimentation,les mouve- ments de ces deux pistons étant réglés par rapport au mouvement du piston moteur et les divers orifices d'ad- mission et d'échappement étant disposés de telle sorte que les quatre phases normales des moteurs à quatre temps (détente,échappement, admission, compression)
s'opèrent dans le cylindre moteur en un seul tour de 1'-arbre moteur..