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Moteur à cylindres diamétralement opposés.
Cette invention concerne les moteurs comportant une ou plusieurs paires de cylindres diamétralement opposés, et a plus particulièrement trait à l'accou- plement des deux pistons opposés au maneton du vilebre- quin des moteurs à combustion interne.
On a employé jusqu'à présent trois méthodes diffé- rentes pour accoupler les pistons opposés au maneton du vilebrequin.
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La première méthode consistait à assujettir chaque piston de la paire à une bielle dont l'une, la bielle mattresse, tourillonnait par sa tête sur le maneton de la manière usuelle, tandis que l'extré- mité correspondante (l'extrémité articulée) de la seconde bielle était reliée par un pivot à la tête de la bielle maîtresse par un axe. Cette construction avait l'inconvénient que, par suite du trajet elliptique du mouvement de l'extrémité articulée de la seconde bielle, des forces étaient engendrées qu'il n'était pas facile d'équilibrer. En outre, la charge imposée au maneton par la force centrifuge était grandement accrue à cause de la masse additionnelle qui était centrée par rapport au maneton.
La deuxième méthode consistait à tourillonner les têtes des deux bielles sur un axe commun (le maneton) et à donner à l'une des bielles une forme fourchue, de manière à lui permettre de se placer à cheval sur l'autre bielle. L'inconvénient ici résidait dans ce fait que la fourche diminuait la résistance de la tête d'une des bielles.
La troisième méthode consistait à monter côte à côte les têtes des deux bielles sur un axe commun, à savoir le maneton, les axes des deux cylindres de chaque paire étant décalés ou placés en quinconce dans la mesure nécessaire. L'inconvénient de cette dernière construction c'était que la longueur totale du moteur s'en trouvait accrue surtout s'il y avait plusieurs paires de cylindres. En outre, c.e montage côte à côte des bielles sur le maneton donnait lieu à un "couple" en cet endroit.
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Le but de l'invention est de fournir une cons-
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-../-< ,,ig;jy ;. - ;,:-..> -'-..;.. -..... truction possédant tous les avantages des constructions rappelées ci-dessus évitant leurs inconvénients, et en outre de réaliser un moteur de dimensions ramassées et de bon rendement. ¯¯. ¯ ¯
Un moteur du genre indiqué construit conformément à l'invention est caractérisé en ce que les deux pistons opposés sont accouplés l'un à l'autre et entraînent le maneton par' une seule bielle assujettie par son pied à l'un de ces pistons. z¯¯ bzz ¯
Une autre caractéristique de ce moteur réside dans une liaison rigide prévue entre les deux pistons opposés, une seule bielle assurant l'accouplement des pistons au maneton.
Une autre caractéristique encore de ce moteur c'est que chaque piston possède une jupe relativement courte et est guidé et supporté dans son mouvement par un organe assujetti rigidement à lui et empruntant son support à un point éloigné du piston.
Une autre caractéristique encore de ce moteur c'est que le piston d'un des cylindres sert de guide et de support au piston qui se meut dans le cylindre opposé par .l'intermédiaire de 1organe qui relie rigidement l'un à l'autre les deux pistons.
Une heureuse réalisation de l'invention va être décrite, à titre de simple exemple d'ailleurs, en regard du,dessin annexé dans son application à un moteur à combustion interne comportant par exemple quatre paires de cylindres opposés horizontalement. Ce nombre de cylindres importe d'ailleurs peu en ce qui concerne
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l'invention; la suite de cette description s'applique à la construction de n'importe quelle paire de cylindres et de pistons opposés.
Dans le dessin annexé:-
La figure 1 est une vue en coupe verticale trans- versale du moteur.
La figure 2 est une vue en coupe horizontale par la ligne x - x (Fig.l) en regardant dans le sens des flèches.
La figure 3 est une vue en élévation de la paire de pistons opposés auxquels sont assujetties les plaques de liaison.
La figure 4 est une vue en plan correspondant à la figure 3.
Comme représenté, les axes des deux cylindres 2 sont placés d'alignement, et les pistons 3, 3a qui se -meuvent dans ces cylindres sont, conformément à l'inven- tion, solidarisés rigidement par deux plaques de liaison espacées 4 qui sont de construction identique.
Chaque plaque de liaison 4 comprend une partie centrale annulaire 4a pourvue d'oreilles 4b diamétrale- ment opposées (Fig.3) munies de méplats 5 destinés à être fixés par des boulons 6 à des méplats correspondants usinés sur les pistons 3, 3a. Ces méplats façonnés sur les pistons sont adjacents à l'endroit où se trouvent les bossages usuels des axes de pied de bielle.
La plaque de liaison 4 que représente le dessin est plane en section mais elle peut se composer d'organes ayant en coupe n'importe quelle forme désirée, totalement ou partiellement pleins, creux ou à profil en équerre,
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avec ou sans âmes, records, listlee, entretoises ou autres renforcements,
Le piston 3 est accouplé au moyen d'un seule bielle 7 au vilebrequin 8; sont.. pied 7a est assujetti au piston 3-par un axe 9 et sa tête 7b tourillonne sur le maneton 10, dela manière normale.
De cette façon, les deux pistons 3, 3a sont accou- plés au vilebrequin 8, et les difficultés provenant de l'emploi de deux bielles qui nécessitent deux paliers dans le voisinage du manéton sont évitées.
Les deux plaques de liaison 4 sont espacées de manière à se placer respectivement de part et d'autre de la bielle 7. Le rôle des parties centrales annulaires 4a de ces plaques est d'assurer l'espace libre nécessaire au maneton 10 et à la tête 7b de la bielle 7.
Dans un moteur de construction orthodoxe, la longueur de la jupe du piston doit être suffisante pour assurer le guidage adéquat dans le cylindre mais un impor- tant avantage découle de la présente invention. en ce sens que la longueur totale du moteur peut,' notablement diminuée en réduisant la longueur de la jupe du piston.
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Ce résultat peut étre atteint parcequ- la liaison rigide entre les deux pistons 3,3a oblige un des pistons à guider et supporter l'autre piston de façon analogue à une traverse ou crosse.
Il en résulte qu'on peut utiliser des pistons extrêmement, courts et.réaliser ainsi une économie sensible de poids tout en réduisant la largeur totale du moteur.
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Engine with diametrically opposed cylinders.
This invention relates to engines comprising one or more pairs of diametrically opposed cylinders, and more particularly relates to the coupling of the two opposed pistons to the crank pin of the crankshaft of internal combustion engines.
Three different methods have heretofore been employed to couple the opposing pistons to the crankshaft crankpin.
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The first method consisted in subjecting each piston of the pair to a connecting rod, one of which, the master rod, was journaled by its head on the crankpin in the usual manner, while the corresponding end (the articulated end) of the second connecting rod was connected by a pivot to the head of the main connecting rod by a pin. This construction had the disadvantage that, due to the elliptical path of movement of the articulated end of the second connecting rod, forces were generated which were not easily balanced. Furthermore, the load imposed on the crankpin by the centrifugal force was greatly increased because of the additional mass which was centered with respect to the crankpin.
The second method consisted of journaling the heads of the two connecting rods on a common axis (the crank pin) and giving one of the connecting rods a forked shape, so as to allow it to sit astride the other connecting rod. The disadvantage here was that the fork reduced the resistance of the head of one of the connecting rods.
The third method consisted of mounting the heads of the two connecting rods side by side on a common axis, namely the crank pin, the axes of the two cylinders of each pair being offset or staggered to the extent necessary. The disadvantage of this latter construction was that the overall length of the engine was increased, especially if there were several pairs of cylinders. In addition, this side-by-side mounting of the connecting rods on the crankpin gave rise to a "torque" in this place.
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The object of the invention is to provide a
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- .. / - <,, ig; jy;. -;,: - ..> -'- ..; .. -..... construction having all the advantages of the constructions recalled above avoiding their drawbacks, and in addition to achieve an engine of compact dimensions and good yield. ¯¯. ¯ ¯
An engine of the type indicated constructed in accordance with the invention is characterized in that the two opposed pistons are coupled to each other and drive the crank pin by a single connecting rod attached by its foot to one of these pistons. z¯¯ bzz ¯
Another characteristic of this engine resides in a rigid connection provided between the two opposed pistons, a single connecting rod ensuring the coupling of the pistons to the crankpin.
Yet another characteristic of this engine is that each piston has a relatively short skirt and is guided and supported in its movement by a member rigidly attached to it and borrowing its support at a point remote from the piston.
Yet another characteristic of this engine is that the piston of one of the cylinders serves as a guide and support for the piston which moves in the opposite cylinder through the intermediary of the member which rigidly connects one to the other. the two pistons.
A successful embodiment of the invention will be described, by way of simple example moreover, with reference to the accompanying drawing in its application to an internal combustion engine comprising for example four pairs of horizontally opposed cylinders. This number of cylinders does not matter much with regard to
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invention; the remainder of this description applies to the construction of any pair of opposed cylinders and pistons.
In the attached drawing: -
Figure 1 is a cross-sectional vertical view of the engine.
Figure 2 is a horizontal sectional view through the line x - x (Fig.l) looking in the direction of the arrows.
Figure 3 is an elevational view of the pair of opposed pistons to which the link plates are attached.
Figure 4 is a plan view corresponding to Figure 3.
As shown, the axes of the two cylinders 2 are placed in alignment, and the pistons 3, 3a which move in these cylinders are, according to the invention, rigidly joined by two spaced connecting plates 4 which are of identical construction.
Each connecting plate 4 comprises an annular central part 4a provided with diametrically opposed ears 4b (FIG. 3) provided with flats 5 intended to be fixed by bolts 6 to corresponding flats machined on the pistons 3, 3a. These flats formed on the pistons are adjacent to the place where the usual bosses of the connecting rod pins are located.
The connecting plate 4 shown in the drawing is planar in section but it can consist of members having in section any desired shape, totally or partially solid, hollow or with an angled profile,
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with or without cores, records, listlee, spacers or other reinforcements,
The piston 3 is coupled by means of a single connecting rod 7 to the crankshaft 8; are .. 7a foot is subject to the piston 3-by a pin 9 and its head 7b journals on the crankpin 10, dela normal manner.
In this way, the two pistons 3, 3a are coupled to the crankshaft 8, and the difficulties arising from the use of two connecting rods which require two bearings in the vicinity of the crankshaft are avoided.
The two connecting plates 4 are spaced so as to be placed respectively on either side of the connecting rod 7. The role of the annular central parts 4a of these plates is to provide the necessary free space for the crankpin 10 and the head 7b of the connecting rod 7.
In an engine of orthodox construction, the length of the piston skirt should be sufficient to provide adequate guidance in the cylinder, but a great advantage derives from the present invention. in that the overall length of the motor can be significantly reduced by reducing the length of the piston skirt.
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This result can be achieved because the rigid connection between the two pistons 3, 3a obliges one of the pistons to guide and support the other piston in a manner similar to a cross member or stock.
As a result, extremely short pistons can be used and thus achieve a substantial saving in weight while reducing the overall width of the engine.