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B R E V E T D ' 'I N VENT ION.
Perfectionnements apportés aux moteurs à Explosions à cylindres disposés en étoile.
(Moteurs à explosion pour Aviation, Matine et Automobiles) 26,aven ne Hoche,à Pari s, France.
La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux motears à explosions comportant des cylindres disposes en étoile.
Ces perfectionnements consistent essentiellement ;
11-dans une disposition particulière des cylindres suivant laquelle les manivelles sont calmes à 180 et ont leur axe horizontal,l'axe du vilebrequin étant vertical
Cette disposition des cylindres a pour bat : a) de permettre une lubrification uniforme dans tous les cy- lindres, ceux-ci étant tous placés dans le même plan; b) de rendre facilement accessibles tous les organes prin- cipaux en vue de leur remplacement éventuel,sans qu'il soit nécessaire de procéder au démontage complet du moteur et sans avoir recours à un spécialiste.
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2 Dans un dispositif spécial de distribution et 3 - Dans un ncuveau mode d'allumage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,un moteur à 10 cylindres disposés en étoile réalisé suivant la présente invention. Bien entendu, ce moteur pourra être construit avec un plus ou moins grand nombre de cylindres, sans sortir pour cela de l'esprit de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe verticale.
La figure 2 est une coupe transversale.
La figure 3 est une vue en élévation montrant le dispositif de distribution.
Les cylindres,quel que soit leur nombre, sont toujours divisés en deux plans horizontaux; la moitié est accouplée à une manivelle et l'autre meitié à une deuxième manivelle calée à 1800 de la première, de façon à obtenir un équilibre mécani- que ,parfait.
Le bati du mote-r est indiqua en B. Les cylindres placés dans le plan supérieur, sont indiquas en 1 et les cylindres du plan inférieur en 2 (fig.1).3 désigne les pistons des cylindres 1 et 4 les pistons des cylindres 2. 5 sont les bielles des pis- tons 3 et @ kes bielles des pistons 4.
@ indique le vilebrequin à deux* manivelles calées à 180 .
En 8 sont prévus les galets de roulement des têtes des bielles et en 9 sont les axes des pistons. 10 indique les boulons de fi- xation des bielles et Il les roulements à billes du vilebrequin.En 12 est prévue la butée à billes de poussée du pignon d'attaque sur la couronne 42 décrite plus loin. 13 indique les culasses démontables,une pour chaque cylindre; les soupapes sont indi- qa4es en 14 et les bougies d'allumage en 15.
Le dispositif de distribution comprend un volant denté hélicoïdal 16, servant à la commande des pignons 17 des arbres à cames 18. Ces arbres à cames tournent dans des paliers à billes 21(fig.3). En 19 sont prvus les leviers culbuteurs de commande des soupapes 14, dont les poussoirs sont indiqués en 20.
La magnéto assurant l'allumage (fig.1) a son- bati indiqué en
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22.23 désigne le noyau feuilleté fixe; 24 le bobinage induit;
25 l'aimant inducteur tournant; 26n l'arbre d'entraînement ;de l'aimant, cet arbre tournant dans le roulement à billes 27. 28 est un disque à bossages de rupture du courant primaire. 29 désigne une vis platinée isolée et 30 un ressort platiné. 31 désigne la bobine du transformateur à haute tension. 32 montre le conducteur amenant le courant primaire au transformateur 31.
33 est un disque en ébonite distributeur da courant à haute ten- sionaux plots 34 des fils 34' des bougies. Le graissage est assuré par une pompe à huile à engrenages 35. Cette huile est filtrée en 36. 37 désigne un tuyau extérieur conduisant l'hule au vilebrequin 7. Ce tuyau 37 est relié par un raccord 38 à un tuyau flexible, 39,relie à, une pipe 4C à montage élastique,servant à conduire l'huile au vilebrequin.7.
Le moteur ci-dessus décrit fonctionne suivant le,cycle à quatre temps, les explosions se succédant à égale distance dans le premier tour, c'est-à-dire dans les cylindres 1-3-5-7-9.
Dans le second tour, ces explosions sont aussi à égale distance mais diamétralement opposées à celles du premier tour, c'est-à- dire qu'elles sont lieu dans les cylindres 6-8-10-2-4.
Cette disposition permet d'obtenir une répartition régu- lièrement des temps moteurs. On peut s'en rendre compte en suivant le fonctionnement. Au troisième tour, c'est-à-dire lors- que le cycle est accompli par tous les cylindrcs, le point de départ pour le cycle suivant se trouve sur le cylindre N 1, et ainsi de suite, les autres cylindres suivant l'ordre ci-dessus indiqua.
Avec une telle disposition, on a les autres temps du cycle toujours diamétralement opposas, de sorte que lorsnue deux pistons se trouvent au point mort Haut, l'un se trouve à fin de compression (explosion) et l'autre à la fin d'échappement, et ainsi,de suite,périodiquement pour les autres pistons, pour accomplir ensuite les autres phases du cycle, de sorte que dans chaque tour, il y aura le même nombre de cylindres qui auront produit une explosion.
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La distribution est obtenue au moyen des cames 18' des arbres 18 commandée par les pignons hélicoidaux, 17, formant angle droit et chacun des pignons élémentaires commande un arbre à quatre cames, c'est-à-dire la distribution de deux cylin- dres.
Le pignon principal 16 de commande fixé sur le vilebrequin 7 tourne donc horizontalement et donne le mouvement au cinq pignons 17 des arbres à cames 18, repartis à 4gale distance sur la circonférehce. Ces pignons tournentà la demi-vitesse du pignon 16. Les cames 18' actionnent les leviers culbuteurs 19 qui, à leur tour, communiquent un mouvement rectiligne aux soupapes 14, par l'intermédiaire des poussoirs 20.
L'allumage s'obtient par la magnéto ci-dessus décrite, montre au centre du moteur à la partie supérieure, cette magné- to est commandée directement par l'arbre moteur et tourne à la même vitesse que lui; dans l'exemple envisage ici elle produit dix étincelles par tour. Pour les moteurs comportant un plus ou moins grand nombre de cylindres, la magnéto ne change pas, il suffit d'augmenter ou de diminuer, suivant le cas, le nombre de ruptures du courant primaire et le nombre de plots amenant le courant aux bougies. Dans tous les cas, la magnéto tournera à la même vitesse que le moteur.
Le courant primaire est engendra dans le circuit 24-enrou- lé sur le noyau feuilleté 23 fixé dans le bâti 22,- par l'aimant inducteur 25 supporta par l'arbre d'entraînement 26 tournant sur les roulements à billes 27.
Le courant induit est à basse tension. Le circuit est fermé par les contacts platinés 29 et 30 du rupteur; les ruptu- res du courant primaire sont provoquées par le passage des bossages du disque 28,fixé sur le-bout de l'arbre d'entraînement 26. A chaque rupture le courant passe dans le transformateur à haute tension 31.
Le courant de haute tension est ensuite recueilli par le disque distributeur 22 qui amène le courant à chaque plot 34,oes plots étant reliés aux bougies 15 par les fils 34' comme expli- que précédemment.
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Chaque rupture provsque simultanément deux étincelles, de svrte que pendant qu'une étincelle jaillit dans le cylindre en compression,l'autre jaillit à la bougie du cylindre opposé,à la fin de l'échappement, pour un tour, et cette deuxième étin- @ celle devient utile au tour suivant, pendant que la première se produiten fin d'échappement, et ainsi de suite à tour de rôle, pour chaque tour et chaque cylindre.
Les avantages de ce dispositif d'allumage sont les, suivants;
1 l'étincelle divisée en deux, comme expliqué ci-dessus, joue le rôle de disrupteur et brûle ainsi l'huile qui aurait pu se dposer entre les électrodes des bougies, au moment où le piston refoule les gazs brûlés, très souvent chargés de résidus et ce, d'autant plus facilement que le courant n'a à vaincre aucune compression, le cylindre se trouvant complètement vide ;
2 il est possible d'obtenir le nombre d'étincelles nécessai- res,quel que soit le nombre de cylindres du moteur, tout en conservant la vitesse du dispositif d'allumage égale à celle du moteur;
3 la disposition de tous les organes permet une construc- tion des plus robustes ;
4 l'absence de tout charbon et de teut frottement, assure une durée illimitée t un minimum d' entretien.
5 le montage de la magnéto concentriquement, sur le. moteur permet de faire un calage définitif et on peut démonter cette magnéto sans avoir à se préoccaper du calage sur les cylindres.
Lorsqu'on remonte la dite magnéto, il suffit que celle-ci reposr exactement sur son siège et le calage est ainsi automa- tiquement assuré; il ne reste qu'à placer les fils des bougies , 'Lais sans les croiser, les plots $tant repartis à égale distance et en regard de chaque bougie. Ceci fait, l'allumage se trouve correctement monté.
Ainsi qu'on l'a vu au cours de la description, le graissage se'fait par pompe à engrenages.
L'huile est conduite par le tuyau 37, au bout du vile- brequin
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perforé 7 par la pipe 40 plastique applique au bout de l'arbre 7 à frottement lisse et reliée au tuyau 37 par le tuyau flexi- ble 39 elle passe ensuite à travers les galets 8 des bielles et par effet centrifuge elle va graisser les cylindres; cette huile tombe ensuite dans la cavité du bâti B,graisse les roule- ments à billes ll,passe dans le creux du pignon principal 16,pour être ensuite projetée sur les organes environnants de la distri- bution et retombe ensuite dans le-carter pour être filtrée en 36.
Le vilebrequin 7 tournant dans sa position verticale, un renvoi de mouvement à angle 'droit a été prévu en 41-42.
Un tel dispositif a pour but de réduire la vitesse des mécanismes intermédiaires très souvent nécessaires pour l'uti- lisation des moteurs à explosions à grande vitesse, en réduisant ainsi la perte de force par le trot Mènent et l'usure prématurée de tous ses organes.
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PATENT.
Improvements made to Explosion engines with cylinders arranged in a star.
(Internal combustion engines for Aviation, Matine and Automobiles) 26, aven ne Hoche, in Pari s, France.
The present invention relates to improvements made to explosive motears comprising cylinders arranged in a star.
These improvements consist essentially;
11-in a particular arrangement of the cylinders according to which the cranks are calm at 180 and have their horizontal axis, the axis of the crankshaft being vertical
The purpose of this arrangement of the cylinders is to: a) allow uniform lubrication in all the cylinders, these all being placed in the same plane; b) make all the main components easily accessible with a view to their possible replacement, without the need to completely dismantle the engine and without calling in a specialist.
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2 In a special distribution device and 3 - In a new ignition mode.
The accompanying drawing shows, by way of example, a 10-cylinder star-shaped engine produced according to the present invention. Of course, this engine could be built with a greater or lesser number of cylinders, without thereby departing from the spirit of the invention.
Figure 1 is a vertical sectional view.
Figure 2 is a cross section.
FIG. 3 is an elevational view showing the dispensing device.
The cylinders, whatever their number, are always divided into two horizontal planes; half is coupled to a crank and the other half to a second crank set 1800 from the first, so as to obtain a perfect mechanical balance.
The frame of the motor is indicated in B. The cylinders placed in the upper plane, are indicated in 1 and the cylinders of the lower plane in 2 (fig. 1). 3 designates the pistons of cylinders 1 and 4 the pistons of the cylinders 2. 5 are the connecting rods of pistons 3 and @ the connecting rods of pistons 4.
@ indicates the crankshaft with two * cranks set at 180.
At 8 are provided the roller heads of the connecting rods and at 9 are the axes of the pistons. 10 indicates the connecting rod fixing bolts and II the crankshaft ball bearings. At 12 there is provided the thrust ball thrust bearing of the drive pinion on the ring gear 42 described later. 13 indicates the removable cylinder heads, one for each cylinder; the valves are indicated in 14 and the spark plugs in 15.
The distribution device comprises a helical toothed flywheel 16, serving to control the pinions 17 of the camshafts 18. These camshafts rotate in ball bearings 21 (FIG. 3). At 19 are provided the rocker levers for controlling the valves 14, the pushrods of which are indicated at 20.
The magneto ensuring ignition (fig. 1) has been shown in
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22.23 denotes the fixed laminated core; 24 the armature winding;
The rotating inductor magnet; 26n the drive shaft of the magnet, this shaft rotating in the ball bearing 27. 28 is a disc with bosses breaking the primary current. 29 designates an insulated platinum screw and 30 a platinized spring. 31 designates the coil of the high voltage transformer. 32 shows the conductor bringing the primary current to the transformer 31.
33 is an ebonite disc which distributes high voltage current to the pads 34 of the wires 34 'of the spark plugs. Lubrication is provided by a geared oil pump 35. This oil is filtered at 36. 37 designates an external pipe leading the hule to the crankshaft 7. This pipe 37 is connected by a connector 38 to a flexible pipe, 39, connects with, a 4C pipe with elastic mounting, serving to lead the oil to the crankshaft. 7.
The engine described above operates according to the four-stroke cycle, the explosions following each other at an equal distance in the first turn, that is to say in cylinders 1-3-5-7-9.
In the second round, these explosions are also at an equal distance but diametrically opposed to those of the first round, that is to say they take place in cylinders 6-8-10-2-4.
This arrangement makes it possible to obtain a regular distribution of engine times. We can see this by following the operation. In the third revolution, that is, when the cycle is completed by all cylinders, the starting point for the next cycle is on cylinder N 1, and so on, the other cylinders following the above order indicated.
With such an arrangement, we have the other times of the cycle always diametrically opposed, so that when two pistons are at Top dead center, one is at the end of compression (explosion) and the other at the end of exhaust, and so on, periodically for the other pistons, to then accomplish the other phases of the cycle, so that in each revolution there will be the same number of cylinders which will have produced an explosion.
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The distribution is obtained by means of the cams 18 'of the shafts 18 controlled by the helical gears, 17, forming a right angle and each of the elementary gears controls a four camshaft, that is to say the distribution of two cylinders. .
The main control pinion 16 fixed to the crankshaft 7 therefore rotates horizontally and gives movement to the five pinions 17 of the camshafts 18, distributed at 4 equal distance on the circumference. These pinions rotate at half the speed of pinion 16. The cams 18 'actuate the rocker levers 19 which, in turn, impart a rectilinear movement to the valves 14, via the tappets 20.
The ignition is obtained by the magneto described above, shown in the center of the engine at the top, this magnet is controlled directly by the engine shaft and rotates at the same speed as it; in the example considered here it produces ten sparks per revolution. For engines comprising a greater or lesser number of cylinders, the magneto does not change, it suffices to increase or decrease, as the case may be, the number of breaks in the primary current and the number of pads bringing the current to the spark plugs. In all cases, the magneto will rotate at the same speed as the motor.
The primary current is generated in the circuit 24-wound on the laminated core 23 fixed in the frame 22, - by the inductor magnet 25 supported by the drive shaft 26 rotating on the ball bearings 27.
The induced current is at low voltage. The circuit is closed by the platinum contacts 29 and 30 of the breaker; the breaks in the primary current are caused by the passage of the bosses of the disc 28, fixed on the end of the drive shaft 26. At each break, the current flows through the high voltage transformer 31.
The high voltage current is then collected by the distributor disc 22 which supplies the current to each pad 34, these pads being connected to the spark plugs 15 by the wires 34 'as explained previously.
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Each rupture causes two sparks simultaneously, so that while one spark shoots in the cylinder in compression, the other shoots at the spark plug of the opposite cylinder, at the end of the exhaust, for one revolution, and this second spark @ that becomes useful in the following revolution, while the first occurs at the end of the exhaust, and so on in turn, for each revolution and each cylinder.
The advantages of this ignition device are as follows;
1 the spark divided into two, as explained above, plays the role of a disruptor and thus burns the oil which could have been deposited between the electrodes of the spark plugs, when the piston pushes back the burnt gases, very often charged with residues and this, all the more easily as the current does not have to overcome any compression, the cylinder being completely empty;
2 it is possible to obtain the necessary number of sparks, whatever the number of cylinders of the engine, while keeping the speed of the ignition device equal to that of the engine;
3 the arrangement of all the components allows for a more robust construction;
4 the absence of any carbon and all friction, ensures an unlimited duration and a minimum of maintenance.
5 mounting the magneto concentrically, on the. engine allows you to make a final setting and you can dismantle this magneto without having to worry about the setting on the cylinders.
When the said magneto is reassembled, it suffices for it to rest exactly on its seat and the setting is thus automatically ensured; all that remains is to place the threads of the candles, 'Lais without crossing them, the pads $ so distributed at an equal distance and opposite each candle. This done, the ignition is correctly mounted.
As we have seen during the description, the lubrication is done by a gear pump.
The oil is conducted through pipe 37, at the end of the crankshaft
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perforated 7 by the plastic pipe 40 applied to the end of the shaft 7 with smooth friction and connected to the pipe 37 by the flexible pipe 39 it then passes through the rollers 8 of the connecting rods and by centrifugal effect it will lubricate the cylinders; this oil then falls into the cavity of the frame B, greases the ball bearings II, passes into the hollow of the main gear 16, to be then projected onto the surrounding parts of the distribution and then falls back into the crankcase to be filtered in 36.
With the crankshaft 7 rotating in its vertical position, a right-angle movement feedback has been provided in 41-42.
The purpose of such a device is to reduce the speed of the intermediate mechanisms very often necessary for the use of high-speed explosive engines, thus reducing the loss of force by the trot Lead and the premature wear of all its components .