<Desc/Clms Page number 1>
"Moteurs à combustion interne à volumes cylindriques variables Déposé en France le 14 Septembre 1932 à Paris.
La présente invention a pour objet un perfectionnement apporté aux moteurs à combustion interne destiné en particulie: à permettre d'obtenir une amélioration du rendement thermique et de la puissance massique de ces moteurs.
On sait,que dans les moteurs à combustion interne usuellement utilisés,pour un des cylindres,le volume cylindrique ou cylindrée-est égal au volume engendré par le piston dans une course complète,entre le point mort haut et le point mort bas.
Pour un cylindre donné,cette cylindrée a toujours la même valeur,quel que soit le temps considéré du cycle moteur : admission,compression,détente ou échappement.
Le perfectionnement,qui fait l'objet de la présente invention,consiste essentiellomnt à faire mouvoir,à des vitesses différentes,dans un même cylindre,deux pistons engendrant, dans leur course,des volumes qui leur sont propres et qui,suivant les temps du cycle moteur,s'ajoutent ou se retranchent partiellement,de manière à rendre constamment variable le volume de la cylindrée.
<Desc/Clms Page number 2>
Le moteur conforme à l'invention comporte,à cet effet, dans un même cylindre,en plus du piston moteur ou piston prin- cipal,fonctionnant à la manière usuelle,un deuxièeme piston ou piston auxiliaire,dont la vitesse angulaire moyenne est différente,et,en général égale à la moitié de celle du pis- ton moteur,de telle sorte que la cylindrée varie constamment.
De cette façon, pendant le temps durant lequel le piston moteur aura accompli un cycle moteur complet,soit pour quatre temps(admission,compression,détente,échappement),quatre mou- vements alternatifs,le piston auxiliaire n'en aura effectué que deux.
Les volumes engendrés dans leur course par chacun des deux pistons,en admettant un même alésage de ces deux pistons, seront fonction de la distance qu'ils auront à parcourir,Les courbes représentatives des vitesses des pistons pourront être différentes,notamment en ce qui concerne la vitesse liné- aire et la course des pistons pourvu que la vitesse angulaire du piston principal soit double de celle du piston auxiliaire.
Le perfectionnement,qui fait l'objet de la présente inven tion, peut être appliqué à un type quelconque de moteur à com- bustion interne:fixe ou rotatif,à soupapes ou sans soupape, mono- ou poly-cylindrique,à refroidissement par l'air,par l'eau ou tout autre fluide, utilisant un mélange détonant à base de gaz pauvre,de gaze d'éclairage,d'essence de pétrole, d'huile lourde,etc..:l'invention ne modifie en rien les carac- téristiques essentielles de ces moteurs ;elle reside exclusive- ment dans l'utilisation d'un piston auxiliaire en combinaison avec le piston moteur, de manière à faire varier constamment la cylindrée;les deux pistons :
principal et auxiliaire,seront,, de préférence opposés l'un à l'autre ou concentriques.La trans mission de mouvement entre le vilebrequin moteur et le piston., auxiliaire est obtenue, conformément à l'invention,à l'aide
<Desc/Clms Page number 3>
de tous moyens de liaison mécanique appropriés(exentriques, cames,rampes hélicoïdales, vilebrequins, etc..) commandés par le vilebrequin moteur,et entraînant le piston auxiliaire à la vitesse désirée,égale,en général,à la moitié de celle du piston moteur.
Enfin des moyens peuvent être prévus,conformément à l'invention pour permettre de faire varier la compression à obtenir, enfaisant varier,d'une part les limites de la course du piston auxiliaire,d'autre part la position angulaire du maneton du vilebrequin auxiliaire par rapport à celle du maneton du vilebrequin moteur, pourun temps donné du cycle moteur.
Les moyens en question seront constitués par tous organes mécaniques connus appropriés.
Les moteurs à combustions interne réalisés conformément à la présente invention présentent sur les moteurs à combustion interne usuels de sérieux avantages.
Par comparaison avec un moteur ordinaire de cylindrée donnée,l'utilisation d'un piston auxiliaire de vitesse moitié de celle du piston moteur, tout en conservant le volume engendré par ce dernier,permet : a) d'augmenter le volume et par conséquent le poids du mélange détonnant. b) d'amener ce mélange à un taux de compression favorable suivant la nature du carburant,la pression atmosphérique ou le régime de rotation du moteur. c) de provoquer une combustion plus rapide des gaz frais, d'augmenter la pression moyenne pendant la détente et,par conséquent,la puissance motrice de cette détente,l'attaque de cette dernière se produisant sous un angle favorable du maneton du vilebrequin. d) d'améliorer l'évacuation des résidus de la combustion, pour que les phases suivantes:
admission,compression,détente, ne se trouvent pas amoindries dans leur objet par un volume inerte de gaz brulés.
<Desc/Clms Page number 4>
Les avantages obtenus,grâce à l'invention ont pour but d'améliorer de façon sensible le rendement thermique ainsi que la puissance massique des moteurs à combustion interne.
Aux dessins ci-joints on a représenté,à titre d'exemples non limitatifs,desdiagrammes explicatifs et une forme de réalisation constructive du dispositif conforme à l'invention.
Dans ces dessins : fig.l représente les courbes caractéristiques des vitesses des pistons principal et auxiliaire; fig.2 représente des courbes analogues dans le cas où l'on réalise une compression particulièrement élevée ; fig. 3 est une vue schématique,en coupe,d'un exemple de réalisation de l'ensemble du dispositif, au moment de l'ouverture de l'admission des gaz frais; fig. 4 en est une vue en coupe partielle ,montrant la position des pistons au moment de la fermeture de l'admission; fig. 5 est une vue en coupe analogue montrant la position des pistons à l'instant où la compression est maximum; fig. 6 est une vue en coupe analogue,au début de l'ouverture de l'échappement; fig. 7 est une vue en coupe analogue,au moment de la fermeture de l'échappement.
On a supposé l'invention appliquée à un moteur à combustion interne à quatre temps.Dans la fig.l la courbe a-a est la courbe caractéristique des vitesses du piston principal, correspondant au cycle moteur complet; b-b est la courbe caractéristique des vitesses du piston auxiliaire.
Comme dans un moteur à quatre temps ordinaire,la ligne O.A.correspond à l'ouverture de l'admission,la ligne F.A. à la fermeture d'admission,la ligne O.E, à l'ouverture de l'échappe; ment et la ligne F.E. à la fermeture de l'échappement.
La ligne C.M. correspond au point de compression maximum, c'est à dire approximativement au point d'allumage du mélange détonant.
<Desc/Clms Page number 5>
Entre les lignes F.E. et O.A. se produit une zone de dépression dans le cylindre pour favoriser l'admission du mélange carburant à l'ouverture d'admission.La compression s'effectue entre F.A. et C.M. la détente ou temps moteur entre C.M. et O.E.
Dans la figure 2, onretrouve les mêmes courbes a-a et b-b représentatives des vitesses des pistons principal et auxiliaire respectivement,mis dans un cas où la compression réalisée est particulièrement élevée,ainsi qu'il est nécessaire par exemple pour les moteurs à huile lourde.On voit que la courbe b-b caractéristique des vitesses du piston auxiliaire se trouve ici décalée suivant l'axe des ordonnées par rapport à la courbe b-b de la fig. 1, de manière à se rappcher de la courbe a-a ;à ce rapprochement correspondant à une augmentation de la compression.
Il y a lieu de remarquer que la courbe caractéristique des vitesses du piston auxiliaire peut être régulière ou non, seule la vitesse moyenne est à considérer.
La fig. 3 est une coupe d'un moteur conforme à l'invention Ce moteur est supposé du type mono-cylindrique,fixe à refroidissement par eau et utilisant comme carburant l'essence ordinaire.
1 est le piston moteur ou piston principal,2 sa bielle, 3 le vilebrequin moteur ou principal monté sur un arbre 3a, 4 est le piston auxiliaire,5 sa bielle,6 le vilebrequin auxiliaire monté sur un arbre 6a.Les vilebrequins 3 et 6 assurent, à la manière connue, la commande de chacune des bielles des deux pistons opposés 1 et 4 respectivement.
Les pistons 1 et 4 se déplacent en regard l'un de l'autre dans une chambre 7,de la manière qui sera indiquée ci après: ces deux pistons ont le même alésage;les volumes engendrés par chacun d'eux,dans sa propre course,seront donc déterminés par la course du piston.
<Desc/Clms Page number 6>
8 est la paroi extérieure de la circulation d'eau de refroidissement du moteur;9 le volume d'eau de refroidissement.
Il convient de prévoir de bonnes conditions de refroidissement pour le moteur conforme à l'invention,car par suite de la forte pression moyenne que l'on doit obtenir,l'élévation de la température de la détente doit se trouver augmentée elle-même de façon importante.Il convient également de prévoir de bonnes conditions de graissage.
Une transmission réalisant un rapport de démultiplication égale à 1/2 est établie entre le vilebrequin principal et le vilebrequin auxiliaire. 10 est un arbre d'entraînement destiné à transmettre au vilebrequin 6 l'impulsion du vilebrequin 3. @
La transmission entre vilebrequin 3,arbre 10 et vilebrequin 6 est assurée par l'intermédiaire: -d'une part, de pignons d'angle dentés 11 et 12 fixés sur l'arbre du vilebrequin 3 et sur l'arbre 10 respectivement et réalisant un rapnort d'engrenage égal à 1/1 ;
-d'autre part,de pignons d'angle dentés 13 et 14 fixés sur l'arbre 10 et sur l'arbre du vilebrequin 6 respectivement et réalisant un rapnort d'engrenage égal à 1/2,de sorte que la vitesse de rotation du vilebrequin auxiliaire 6 se trouve être égale à la moitié de la vitesse angulaire du vilebrequin moteur 3. -
15 est un volant d'équilibrage de transmission d'énergie, 16 le carter inférieur du côté du vilebrequin principal;17 le carter supérieur du coté du vilebrequin auxiliaire,18 le cylindre proprement dit venu de fonte avec le carter supérieur du vilebrequin 3 et le carter inférieur du vilebrequin 6.-
Enfin on a indiqué en 19 une bougie d'allumage,en 20 unn orifice pour le passage des gaz frais, en 21 un orifice pour le passage des gaz carburés(face opposée).
Le mode de distribution' n'est pas défini et peut être de type connu quelconque.
<Desc/Clms Page number 7>
L'admission de même que l'échappement des gaz peuvent être commandés par exemple, soit par des soupapes,soit par des tiroirs,soit par des fourreaux à mouvement alternatif, ou à mouvement continu.
Ainsi que déja dit les fig.3 à 7 représentent la position des pistons 1 et 4 à chacune des phases suivantes du cycle moteur : fig. 3 : ouverture d'admission; fig. 4 : fermeture d'admission; fig. 5:compression maximum ; fig. 6 :ouverture d'échappement; fig. 7 : fermeture d'échappement,
Dans chacune de ces figures ,pour le piston moteur 1 on a indiqué en c-c la position correspondant au point mort haut du piston 1 et en d-d celle correspondant à son point mort bas.'
Pour le piston auxiliaire 4, on a indiqué en e-e la position correspondant au point de rapprochement maximum du piston 4 par rapport au piston 1 ( ou pointllmort bas" du piston 4) .
De même,on a indiqué en f-f la position correspondant au point d'éloignement maximum du piston 4 par rapport au piston 1 ( ou"point mort haut " du piston 4)
Chacun des piston 1 et 4 engendrera dans sa course un volume qui lui sera propre;ces volumes seront évidemment fonction des distances que les pistons auront à parcourir entre les lignes c-c et d-d, e-e et f-f respectivement.
On a prévu,en outre, des moyens destinés à permettre de faire varier à volonté la compression dans le cylindre,en faisant subir à la courbe b-b de la fig,l,par exemple,(courbe représentative des vitesses du piston 4).:- -d'une part,un décalage suivant l'axe des abscisses par rapport à la courbe a-a représentative des vitesses du piston 1; -d'autre part,un décalage variable à volonté de la courbe b-b suivant l'axe des ordonnées.
<Desc/Clms Page number 8>
A cet effet,l'arbre 10 est constitué en fait par trois tronçons d'arbre 101,102,et 103 rendus solidaires entre eux par lesmoyens suivants:
Les arbre 101 et 102 sont reliés par l'intermédiaire de plateaux ou disques d'embrayage 22 de type connu,qui permettent de faire tourner d'un certain angle, à volonté,l'un par rapport à l'autre,les arbres 101 et 102,par conséquent,en fait les arbres 3a et 6a. On peut ainsi modifier à volonté l'angle du maneton du vilebrequin 6 par rapport à celui du maneton du vilebrequin 3; cette variation angulaire correspond à un décalage de la courbe b-b suivant l'axe des abscisses.
Les arbre 102 et la 3 sont reliés par l'intermédiaire d'un manchon 23 à clavettes glissantes qui permet aux dits arbres de subir un déplacement axial l'un par rapport à l'autre,les pignons coniques 13 et 14 étant maintenus constamment en prise grâce à une patte en forme d'équerre 24,dont un bras est calé suri'arbre du vilebrequin 6 et l'autre est fixé sur l'arbre 103 entre deux collets 25 et 26
Le déplacement dans le sens de l'axe de l'arbre 10,de l'arbre du vilebrequin 6,peut être commandé par tous organes mécaniques appropriés de construction robuste.
L'arbre du vilebrequin 6 est monté ici(fig.3.)dans des paliers mobiles 27 portés par un étrier mobile 28 solidaire de la patte 24 qui termine l'une des branches du dit étrier.Celuici est solidaire d'autre part d'un carter mobile 29 qui supporte l'extrémité de l'arbre 6a.
L'équipage mobile formé par l'étrier 28,le carter 29, l'arbre du vilebrequin 6 et ses paliers,coulisse-(dahs le sens de l'axe du cylindre 18) à l'aide de glissières fixes 30-30 dans lesquelles se déplacent,grâce à un dispositif en queue d'aronde par exemple,les extrémités des branches de l'étrier 28. L'équipage mobile en question est commandé ici au moyen d'une vis 31 fixée par filetage au travers de l'étrier 28 et tournant folle en 32,sur le carter fixe 17.
<Desc/Clms Page number 9>
La rotation de la vis 32,obtenue par exemple à l'aide d'un bouton molleté ou de tous engrenages appropriés,(non représentés),provoque le coulissement,dans un sens ou dans l'autre, de l'équipage mobile formé comme indiqué.
Il est bien entendu que le mécanisme de transmission décrit ci-dessus ne constitue pas une caractéristique de l'invention.Le piston auxiliaire pourrait aussi bien, par l'intermédi- aire d'une bielle, recevoir son mouvement soit par une came convenable,soit par un vilebrequin,soit par un entrainement rotatif avec rampe hélicoïdale,soit par tous autres organes de transmission mécanique appropriée.
REVENDICATIONS.
1) Moteur à combustion interne à volumes cylindriques variables,caractérisé en ce que, dans un même cylindre se déplacent,à des vitesses angulaires différentes-dans un but de faire varier .constamment pour chacun des temps du cycle le volume de la cylindrée,pour gbtenir un meilleur rendement-d'une part le piston moteur,fonctionnant à la manière usuelle, de l'autre un piston auxiliaire,opposé,concentrique ou exentrique au piston moteur et qui est commandé par le dit piston moteur,par l'intermédiaire de tous organes de transmission mécanique appropriés.
2) Moteur à combustion interne à volume cylindriques varia. bles tel que revendiqué en 1) caractérisé en ce que le piston auxiliaire est entrainé à une vitesse angulaire moyenne qui est la moitié de celle à laquelle se déplace le piston moteur.
3) Moteur à combustion interne à volumes cylindriques variables tel que revendiqués en 1) et 2) caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour faire varier à volonté,les limites de la course du piston auxiliaire,dans le but d'augmenter ou de diminuer la compression.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.