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Perfectionnements aux moteurs à combustion interne.
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Les pistons, les vilebrequins et les cylindres des moteurs à combustion interne sont soumis à des ef- forts qui tendent déformer ces éléments. D'autre part, les pistons sont soumis 4 des variations detempérature qui tendent à les dilater d'une façon inégale : il en résulte des d formations de ces pistons. Pour éviter autant que possible des déformations, on s donné à ces orgrnes des dimensions exagérées, afin qu'ils puissent résister à ces efforts, ce qui accroît en conséquence le poids total du moteur pour une puissance déterminée.
La présente invention a aussi pour but d'éviter les déformations des organes d'un moteur, non pas en ugmentant l'épaisseur des metériaux employés, mais en diminuant aut@nt que possible tous les efforts qui les font fléchir, en façonnant les organes de telle sorte
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qu'il ne puisse s' =-;bli. que des moments avec un 1>r: très faible.
Pour éviter les d 0:f'orm"tiol1s du piston produi- tes par la variation d tempérsture on prévu conformé- ment Li, l'invention un refroidissement convenable des
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pistons qui sont chauffés p'r les crz, ''fin d'éviter toute tension interne des matériaux.
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D'autre Dfrt, on connaît déjà des pistons dont le fond est soutenu par une pièce en forme de cône
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qui transmet directement l'effort 1.. l'axe de 1.< bielle. Mais dans ces dispositions le cône cet dispose de mrniére que sa grande base soit ap-liquée sur l'axe de ','iston; il en résulte un fléchisseLlCl1t de cet ":# sur le pied de la. bielle.
De plus , ,t;'nt donne que li si'sndc 0 bLse du cône est disposée vers les jirois li?t>Jrnles du piston, les efforts transuis p,ir ce cône S''':92.lliclucnt sur ces parois latérales et Lendent à les frire fl.chir, ce qui tend à accroître les frottements du piston dans le cylindre.
Enfin, les réactions du fond du piston sur l'axe de la bielle sont transmises aux extrémités de
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cret axe et se trouvent décalées par rrpport a 1.- bielle; de ce fait il se produit dcns l'ensemble de 1's.;erzbl^f¯e (piston et bielle) des efforts de torsion ir.mvoztn.:,.
La présente invention a pour but d'éviter
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les inconvénients précédents; elle concerne à ', 1>oi::1 un moteur à combustion interne 1: picee J'eutrctoiscment de forme générale conique intcrpoGJc entre le fond du piston et l'axe d'articulation du pied de bielle, L1ocllr caractérise par ce que le sommet du cône prend appui vers 'le milieu de l'axe d'articulation de la bielle, tandis que la base de ce cône s'applique contre le fond du piston., de telle sorte que la réaction du piston sur l'axe de la bielle se trouve sensiblement a.u centre de cet
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axe, dans la région d'articulation de la bielle sur cet axe, cette lisposition évitant toute flexion de l'axe,
toute réaction, sur les pnrois latérales du piston et toute flexion de ces parois latérales.
L'invention s'étend aussi à un moteur du type décrit et caractérisé par ce que la pièce d'entretoise- ment interposée entre l'axe du piston et le fond de ce piston ssure 1- distribution du lubrifiant sur le fond du niston pour le refroidissement efficace de ce piston.
Un piston ainsi usiné présente une très grande légèreté car le piston proprement dit est constitué par des parois très ninces et par un fond aussi léger que possible. Il peut être complètement usiné, conve- nblement refroidi, et tous les efforts sont dirigés presque directement sur le point de soutien constitué par le Pied debielle.
D' utre part, on connaît des moteurs, surtout dans le genre dos moteurs à deux temps dans lesquels une pompe à nir est prévue sur le côté du moteur, l'axe de cette pompe étant dispose à 90 de l'axe du cylindre moteur. Cette pompe a l'avantage connu de donner un bon équilibrée au moteur moyennant un contrepoids, mais le moment résultant est généralement Pssez élevé, car le point d'application des forces est ssez éloigné de l'axe, de telle sorte Que l'arbre doitsoutenir en grandepartie les efforts dûs aux russes des pistons qui se déplacent avec un mouvement lternatif.
D'autre part, pour comman- der cette pompe dans les rloteurs non équilibrés, on a déjà prévu des excentriques séparés, ou des excentriques montés sur le vilebrequin, mnis ces excentriques ne com-' portent aucun équilibrage.
La présente invention a pour but d'éviter ces in- convéniénts; elle concerne un moteur à combustion à deux temps comportnnt une pompe à nir disposée sur le côté du
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moteur, Moteur caractérise par ce que l'excentrique qui
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commande le piston de le pompe à air ff-it corps :1vec le bras de manivelle port'"nt cSccleL1c:nt le contrepoids (Tëqui- librage, l'ensemble de ces ,:1:rleni,s constituant un
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1 ,,e4ninie 'bloc équilibré et sans efto '8(/210 torsion, de telle sorte que le moment résultant est faibleainsi que les efforts développes sur le vilebrequin par suite de l' iner-
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tie des masses en mouvement :'1 terni-tif.
L'invention concerne aussi un moteur 1.. co;fbustion interne et à pompe à, air disposes sur Io côté du moteur, et caractérisé }).' l' ce gue lc piston de 1....- pompe 'irjscnte sur sa surface extérieure des jvi,oI1cnL8 de 1'1----j:l;"GS'C d'huile, qui déversent l'huile remassée dans le réservoir de lubrifiant.
Par suite de cette disposition, on ssure un re- tour régulier vers le réservoir, ce qui. empêche cette huile
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de séjourner dans le cylindre de li poupe et d'être cntr1.Üllé9 par l'air refoule par cette pompe.
L'invention s'étend encore a d'autres cnrcJct ,51:Ü}ti- ques ci-après décrites et a=1 leurs diverses combinaisons : Les dessins annexés montrent quelques nodes d'exé- cution de l'invention donnés à simple titre d'exemple.
La fig. 1 est une coupe d'un moteur selon l'inven-
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tion, cette coupe étant ff:ite suivrnt l'rxe d'un cylindre mdteur.
La fig. 2 est une coupe longitudinale d'un piston façonné suivant l'invention.
Les fige. 3, 4 et 5 montrent en perspective les pièces du piston de la fig. 2.
Les figs. 6, 7 et 8 représentent un autre mode d'exécution d'un piston selon l'invention.
La. fig. 9 est une vue en perspective d'un vile- brequin selon l'invention, ayant les pintons moteur et pompe articulés.
Les figs. 10 et Il sont deux vues du bras de manivelle du vilebrequin de la fig. 9.
Le moteur a combustion interne à deux temps
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représenté sur la fig. 1 comporte des cylindres de pompes à air 2, disposés à 90 des cylindres moteurs 1.
Dqns ces cylindres moteursl coulissent des pistons mo- teurs 3 décrits en détcil ci-près.
Les pistons pompe 4 présentent une faible longueur axiale et sont pourvus de segments de tenue 5 et 6; entre les des segments le piston présente un diamètre plus faible , de sorte qu'il s'y forme un évidement 7 dans lequel aucune dépression ne peut prendre naissance même au moment de l'aspir tion, car un trou 8 fait communiquer cet évidement 7 avec le carter du moteur. Le segment 6 . peut donc racler l'huile et si une certrine quantité arrive à passer, cctte uile est évacuée par le trou 8 avec le peu d'air qui échappe par le segment 5.
Dans le fig. 1 on a représenté le mode de re- foulement de l'rir du cylindre pompe 2 à travers un robinet 10 dans un réservoir 11, duquel l'air peut passer par des ouvertures 12 dans le cylindre moteur 1.
Le piston moteur peut être constitué comme il est représenté sur la fige 2; entre le fond 21 du piston 3 et l'axe 22 de ce ,iston est interposé une pièce d'entretoissment 23 (fig. 3), qui dans ce mode d'exécution est façonnée en cône et présente une colonne centrale 24.
La. pièce d'entretoisement 23, ainsi que la colonne 24, s'appuient en haut contre le fond 21 et en bs contre la pnrtie moyenne de l'axe 22 de ce piston ; la pièce d'entretoisement 23 est munie d'un prolongement 25 pénètrent à l'intérieur de l'axe 22 du piston dans le but d'empêcher la rotation de :cet nxe. Deux plaques 26, 27 (fig. 4) entourent l'rxe 22 du piston et s'appli- Quant contre les parois dudit piston, pour soutenir la pression latérale.
Les dites plaques 26, 27 peuvent être convenablement tenues à distance appropriée à l'aide d'entretoises 29, 30 ou d'autres organes convenables, qui affectent une forne en arc de cercle, de façon qu'ils
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contribuent en même temps à distribuer la pression laté- rale sur la paroi du piston 3.
La. bielle 31 (fig.5) présente une tête dans laquelle est ménagée une cavité 28, cette cavité 28 permet à la tête de bielle de se déplacer librement par rapport à la partie inférieure de la pièce d'entre- toisement 23. La partie inférieure 32 de la tête de bielle reste pleine, de sorte que la pression des gaz est soutenue directement dans les Meilleures conditions tandis que la partie supérieure de la tête de bielle est limitée à deux petits oeillets 33, 34.
Dans ce mode d'exécution on a prévu aussi un refroidissement du piston et dans ce but l'axe 22 est percé d'un canal 35, à travers lequel l'huile pro- venant du canal 51 de la bielle 31 rejoint un canal
36 prévu dans la pièce d'entretoisement 23. Le canal
36 percé dans l'intérieur de la colonne 24, débouche à proximité du fond 21 du piston 3 par des trous 37. Sur la paroi externe de la pièce d'entretoisement 23 sont prévus en correspondance des trous 38, de sorte que l'huile, après avoir traversé l'espace 39, peut retour- ner dans le bâti 9 (fig. 1) en glissant le long des parois du piston, On obtient de cette façon une cir- culation continue apte à effectuer un refroidissement efficace du fond 21 et des parois du piston 3.
On peut apporter de nombreuses modifications dans la construction du piston moteur; notamment dans le mode de réalisation de la fig. 6, la pièce d'entre- toisement 43 est façonnée en simple cône creux (fig. 7) portant à l'extrémité inférieur deux oeillets 42, 44, dans lesquels peut basculer librement l'axe 22 du piston. Dans ce mode d'exécution le refroidissement est assuré par un tube 51 ménagé dans la bielle, à travers lequel l'huile passe dans le creux de l'axe du piston et¯par un trou ménagé dans le creux 47 du cône 43.
Des. trous 48 permettent la sortie de l'huile de l'espace
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47, de sorte que la circulation est assurée.
Dans ce mode d'exécution et dans le but de transmettre à la paroi du piston la pression latérale, un disque 60 muni d'un bord épais 61 qui supplique contre la surface interne du piston permet de distribuer plus uniformément la pression latérale sur la paroi du piston 3. Ce disque 60 peut 'être oonvenablement obte- par nu/ décolletaged'une seule pièce avec le cône 43, de ma- nière à constituer un 'bloc d'une grande résistance, Enfin un anneau 59 (fig. 8) fileté à l'extérieur est vissé dans l'intérieur du piston 3 et fortement serré contre le bord 61 du disque 60, de sorte qu'il assure l'application de la pièce d'entretoisement 43 contre le fond 21 du piston 3.
Les organes pourraient aussi avoir une autre forme quelconque,différente decelle décrite;il suffit que celle-ci soit telle que les organes soient sollicites surtout à la compression. De même, on peut employer à la place des plaques ou du disque un autre organe quelcon- que apte à transmettre la pression latérale de l'axe du piston à la paroi sans être sollicité sensiblement à la flexion. Le serrage des organes sur l'axe du piston peut être aussi fait de diverses façons, ainsi que le façonnage des dits organes, de l'axe même du piston, du piston, de la tête de bielle, ou du tube d'adduction de l'huile.
En particulier, les organes pourront être multiples (une pluralité de disques superposés, une pluralité de cônes' creux l'un dans l'autre), l'axe du piston peut être venu d'une seule pièce avec la bielle, tandis que la pièce d'entretoisement interposée peut basculer librement sur l'axe; les parois du piston peuvent être pourvues de ner- vures, qui de préférence sont obtenues au tour et façonnées en des anneaux plats. Enfin le serrage de tout le dispo- sitif sur la pnroi du piston pourra être effectua de manié- tes différentes de celle indiquée, sans pour calà/sortir du cadre de la présente invention.
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Dans la fig. 9, on a représenté en perspective un vilebrequin oonstruit conformément à la présente invention et appartenant à un moteur à deux cylindres ,parallèles. Pour plus de clarté le piston moteur et la pompe sont représentés dans les positions qu'ils occupent réellement dans les moteurs réels, avec leurs bielles articulées. Le vilebrequin 55 porte deux bras de manivelle 63, 73 partiellement façonnées en excentri- ques 64, 74, qui portent à l'extrémité libre des contre- poids 65, 75. A l'autre extrémité lesdits bras de mani- velle portent les tourillons de manivelle qui à leur tour sont reliés à des bras de manivelle 66, 76 et à un tronçon d'arbre 56, ce tronçon étant éventuellement supporté par le bâti.
Le tronçon d'arbre 56 pourrait être supprimé, et Mors les bras de manivelle 66, 76 se réduiraient à un seul bras. Les bras de manivelle
63, 63 peuvent même constituer complètement les excen- triques 64, 74 sans sortir pour cela du cadre de l'inven- tion. Les tourillons de manivelle commandent les pistons 67, 77 au moyen de bielles 68,78 pendant que les excentri ues 64, 74 actionnent des pistons pompes
69, 79 au moyen de bielles 70,80.
Dans le moteur re- présenté les pistons moteurs 67, 77 glissent le long des trajectoires verticales, pendant que les pistons pompes 69, 79 se meuvent seulement sur des trajectoires horizontales; dans ce moteur les contrepoids ne servent pas à équilibrer les forces tournantes résultantes des forces d'inertie des pistons moteur et pompe, qui s'équilibrent déjà réciproquement, mais seulement à équilibrer le moment d'inertie résultant des deux forces tournantes des deux groupes de cylindres. De cette façon on obtient un équilibrage porfait qu'on ne rencontre pas dans les dispositions connues. Cette disposition permet ainsi de construire un moteur à deux temps à haut régime qu'on ne pourrait pas construire avec les moyens connus dans l'industrie automobile et aéronautique.
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Il va de soi que les modes d'exécution dé- crits ont été indiqués seulement 4 titre d'exemple,cha- que forme constructive pouvant être changée en manière quelconque et interchangée parmi les divers modes d'exécution. La disposition selon l'invention se prête aussi pour des moteurs polycylindriques, la position réciproque des tourillons de manivelle et des exoentri- ques pouvant être diverse. En tout cas, on peut obteriix un bon équilibrage avec une succession régulière des courses motrices. Généralement on pourra toujours obtenir, moyennant un choix convenable du nombre et de la phase des pompes et des exoentriques, un équili- brage complet.
REVENDICATIONS
1 - Moteur à combustion interne à pièce d'entretoisement de forme générale oonique ou similaire @ interposée entre le fond du piston et l'axe d'articula- tion du piedde la bielle, moteur caractérisé par es que le sommet du cône prend appui vers le milieu de l'axe;
'.'' d'articulaction de la bielle, tandis que la base de ce. cône s'applique contre le fond du piston, dé telle sorte que la réaction du piston sur l'axe de la bielle Se trouve sensiblement au centre de cet axe dans la région d'articulation de la bielle sur cet axe, cette disposition' évitant toute flexion de l'axe, toute réaction.sur les parois latérales du piston et toute flexion de ces parois latérales.
2 - Une variante caractérisée par ce que la pièce d'entretoisement interposée entre l'axe du piston et le fond dé ce piston assure la distribution du lubrifiant sur le fond du piston pour le refroidissement efficace de ce piston.
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