<Desc/Clms Page number 1>
Pour: Système de distribution par tiroir tournant à soupape auxiliaire.
La présente invention est relative à une culasse, destinée par exemple à un moteur à quatre temps, dans lequel la commande de l'admission et de l'échappement s'obtient par la combinaison d'un tiroir tournant et d'une soupape auxiliaire logée dans ce tiroir tournant.
On sait que dans tous les types de commande par tiroir, et plus spécialement par des tiroirs tournants ou par des chemises animées d'un mouvement de va et vient on s'est heurté jusqu'ici à des difficultés insurmontables.
<Desc/Clms Page number 2>
Ces difficultés résident principalenent dans le fait que les dispositions prises pour l'etanchéité de ces tiroirs sont très compliquées et difficiles à realiser et qu'elles entrainent en outre de grandes difficultés de lubrification. Il est également connu que tous ces dispositifs d'etanchéité s'encrassent et se colmatent avec le temps durant le fonctionnement, du fait de la chaleur qui se produit, et qu'ils deviennent ainsi inutilisables pour l'application envisagée.
Cependant, la difficulté la plus grande dans les constructions de tiroirs de ce type reside dans l'influence exercée sur le dispositif de commande ou de distribution par la compression qui se produit durant le fonctionnement du moteur, c'est-à-dire que durant cette phase du fonctionne Ment une grande partie de l'air ou du mélange aspiré est perdue, surtout lorsque la vitesse de rotation est faible, ce qui nuit d'emblée à la puissance du moteur et réduit considérablement cette puissance.
Or, les pressions et tenperatures élevees qui se produisent lors de l'explosion, donc pendant le processus de la combustion, donnent lieu en tout cas à des déformations inacceptables des dispositifs à tiroir de ce genre, ce qui a pour effet qu'il était absolument impossible jusqu'ici de fabriquer des moteurs de grande puissance ou à régime pousse munis d'une distribution à tiroir et fournissant un fonctionnement durable donnant toute sécurité.
D'après la presente invention, on supprime complètement toutes les difficultes insurmontables précitées et tous les inconvénients précités des constrrctions actuelles. Une exécution de ce genre est représentée sur le dessin joint.
La. fig.l est une coupe longitudinale du dispo-
<Desc/Clms Page number 3>
sitif de distribution à tiroir tournant.
La fig.2 est une coupe en travers à la hauteur de la ligne II-II.
La fig.3 est une coupe en travers à la hauteur de la ligne III-III.
La fig.4 représente un jeu complet de cames.
Dans une pièce de fonte a, formant culasse divisée, fixée de façon parfaitement étanche sur le corps b du cylindre, dans lequel se meut le piston-, on a introduit un manchon c servant de portee et a la distribution, ce manchon étant usiné avec précision et introduit dans son logement de façon à s'y adapter rigoureusement, en même temps qu'on l'empêche également de tourner.
Ce manchon c comporte les évidements correspondants de distribution c1 et c2 pour l'admission et l'échappement, ces évidements ou lumières étant toujours disposes l'un en face de l'autre.
Dans ce manchonc, on a disposé avec un jeu correspondant le corps d du tiroir tournant avec l'axe d'entraînement e. Le corps d du tiroir tournant même comporte, dans l'exemple d'exécution, deux lumières de distribution opposées, donc symétriques d1 et d2. Grâce à l'exécution spéciale du corps d du tiroir et au manchon c qui l'entoure, l'admission et l'échappement s'effectuent toujours symétriquement par deux côtés, ce qui permet de très bien remplir le cylindre et de le vider très rapidement.
Pour obtenir que le cylindre se vide dans des conditions particulièrement favorables on agrandit les lumières d'échappement c2 dans le manchon 0 d'une quantité telle, en sens contraire du sens de rotation du tiroir, qu'au début du mouvement d'ouverture de la soupape auxiliaire le tiroir d ait déjà dégagé entière-
<Desc/Clms Page number 4>
ment ses lumières.
Le corps d du tiroir parte à l'extrémité inferieure de l'axe creux e, donc à l'interieur, un organe vissé f servant de guidage à la soupape et recevant cette soupape auxiliaire g disposée concentriquement Cette soupape auxiliaire g porte à son extrémité supérieure une tête h de guidage, vissée spécialement et fixée de façon à ne pas pouvoir se déplacer.
En tre le guide f de la soupape et la pièce h de guidage, on dispose autour de la tige de la soupape g un ressort à boudin i d'une force correspondante, de telle sorte que ce ressort fournisse la pression nécessaire à la fermeture de la soupape auxiliaire g, tandis que par ses deux extréinites recourbées à angle droit vers le haut et vers le bas il s'engage d'une part dans le manchon f de guidage de la soupape, et d'autre part dans la pièce h de guidage, Grâce a cette disposition, on obtient, pendant le fonctionnement, la fonction d'une soupape se rodant et se nettoyant d'elle-même d'une façon permanente, et il est particulièrement avantageux que cette soupape auxiliaire commande en même temps l'admission et l'échappement, ce qui permet d'obtenir dans les moteurs à explosion et à combustion une compensation très favorable des effets de la chaleur.
La soupape g comporte, sur la face inférieure de la partie du manchon c qui est ramenée vers l'intérieur, le siège g1 nécessaire par ailleurs pour la soupape.
Or, comme le manchon c, est fixé dans la culasse a de façon à ne pas pouvoir tourner, donc de façon immobile et bien etanche, le siège gl de la soupape est également immobile. Lorsqu'on fait fonctionner un moteur de ce genre, le corps d du tiroir est alors
<Desc/Clms Page number 5>
entrainé d'une manière continue par son axe d'entraine ment creux e au moyen de dispositifs de commande appropriés, comme par exemple des roue hélicoïdales etc.
Par ce moyen, on exerce alternativement, durant la période de temps pendant laquelle la soupape auxiliaire g est fermée et est irmnobile, et par le mouvement continu de rotation du corps d du tiroir, une tension initiale de torsion sur le ressort i disposé autour de la soupape g.
Ce ressort provoque alors, à l'instant de l'ouverture de la soupape, un effet de rodage très régulier et doux sur la soupape g, c'est-à-dire que, par ce moyen, la soupape g conserve constamment une étanchéité absolue sur son siège, et on supprime automatiquement les impuretés éventuelles entre le siège et la soupape.
Dans un moteur à quatre temps, la soupape auxiliaire g disposée concentriquement est ouverte pendant la course d'échappement et la course d'aspiration, tandis que dans les périodes de pression, donc lors de la compression proprement dite, de l'explosion et de la combustion, elle reste fermée. Par ce moyen, on obtient que le tiroir tournant d ne soit pas atteint directement par les pressions dangereuses de la compression, ni par la pression et les températures élevées développées lors de l'explosion et de la combustion. Le tiroir tournant d a donc simplement pour tâche de commander le remplissage du cylindre et son échappement, et il n'est pas nécessaire qu'il soit d'une étanchéité particulièrement bonne.
Ce sont là des fonctions qui peuvent s'accomplir d'une façon sure même en fonctionnement permanent, ainsi que des expériences pratiques l'ont démontré, sans que de ce fait le tiroir tournant d soit influencé en aucune façon d'une manière nuisible. Dans certains
<Desc/Clms Page number 6>
cas particuliers, le corps d du tiroir tournant peut d'ailleurs être muni également, lorsque cela est nécessaire, de segments'de piston d3 correspondants d'étancheité.
Le tiroir tournant d dispose dans le manchon c est alors guidé encore au moyen de son axe d'entrainement e, donc sur sa partie rétrécie, dans un coussinet spécial k, tandis que ¯deux roulementsà billes correspondants de butée ou d'autres paliers appropriés m et m1 permettent de régler une fois pour toute; comme cela est nécessaire, le jeu axial du tiroir au moyen de l'écrou o situé au dessus de la roue n qui est entrainée mais qui ne peut pas tourner. On bloque ensuite l'écrou o lorsque le réglage est terminé. La distribution de l'huile n'est pas difficile non plus en aucun cas, et les moteurs de ce type ne consomment qu'une quantité d'huile minimum.
La commande axiale de la soupape auxiliaire g disposée concentriquement dans le tiroir d s'effectue au moyen d'un jeu de cames p et p1 agissant dans deux sens, disposé au dessus du tiroir et également d'une manière concentrique dans un boîtier q prévu à cet effet et muni de rainures q1 d'évacuation de l'air, tandis que la. pièce supérieure p des cames peut tourner pour le réglage precis du moteur et peut-être bloquée, lorsque le réglage a été effectué avec précision, par exemple au moyen d'un contre-écrou r ou d'une autre manière. Il'autre part, dans la partie inférieure de la pièce p1' on a prévu une vis de réglage s avec contre-écrou pour le réglage précis du jeu de la soupape auxiliaire g.
Par ailleurs, la pièce inférieure p1 introduite dans l'arbre creux e du tiroir est munie de saillies d'entrainement, ce qui permet lors de l'introduction de @
<Desc/Clms Page number 7>
cette.pièce p1 dans l'arbre creux e du tiroir un mouve- ment axial, tandis que cette pièce p1 ne peut tourner en.. aucun cas, qu'elle tourne donc avec l'arbre creux e du ti- roir et qu'elle est par conséquent entrainée par ce der- nier pour fournir le mouvement de distribution de la soupape auxiliaire.g.
Ainsi qu'on le voit sur le dessin, une culasse a de ce type comporte deux conduits d'échappement t et t1 qui se font vis à vis et un conduit d'aspiration annulaire disposé au dessus de ces derniers et muni d'une ou deux tubulures de raccordement u par lesquelles on fait passer le gaz ou l'air, à travers des cavités spéciales v et v1' en forme de poches, prévues dans la fonte, dans la direc- ,tion vers le manchon fixe c.
Le même dispositif, donc la combinaison avec le .tiroir d et la soupape auxiliaire g, peut également être utilisé avec des résultats favorables dans les mo- teurs à deux temps. En outre on peut aussi assurer la très distribution d'une façon favorable avec ce dispositif dans toutes les autres machines à cylindre, comme par ex- emple les machines à vapeur, les compresseurs d'air les pompes etc.
Suivant la construction d'une machine de ce gen- re, le système de distribution, c'est-à-dire le tiroir et la soupape auxiliaire peuvent être utilisés dans des con- ditions différentes au point de vue de leur entrainement par rapport à la vitesse du vilebrequin. Le dessin repré-. sente à titre d'exemple une exécution pour un moteur à qua. tre temps avec un tiroir muni d'une soupape auxiliaire dont la vitesse d'entraînement est quatre fois plus faible que celle du vilebrequin. Cette faible vitesse de rotation s'est révélée particulièrement .favorable au cours d'essais pratiques.
Par suite de l'étanchéité particulièrement
<Desc/Clms Page number 8>
.bonne réalisée par la soupape auxiliaire g, on peut aussi utiliser le présent dispositif pour tous les moteurs à compression, elevée, donc pour les moteurs Diesel de faible puissance, tout cornue pour de grands moteurs fixes.
Dans l'exemple représenté sur le dessin, la soupape g, s'ouvre au moyen des cames p et pl, tandis que le mouvement de fermeture de la soupape est assuré par le ressort à boudin i. En variante ou :en complément de cette exécution, on peut utiliser un jeu double de cames commandant impérativement la soupape g dans les deux sens possibles du mouvement. A cet,effet, on peut disposer deux pièces p de cames de façon que l'une soit l'image de l'au.. tre dans une glace, dont l'une, celle qui est située audessus de la pièce pl, ouvre la soupape g de la manière decrite, tandis que la seconde, qui est disposée en-dessous de la pièce pl, ferme impérativement la soupape.
Cette se-. conde pièce de came a pour rôle de communiquer à la soupape g une accélération initiale pour le mouvement de fermes ture et d'appuyer par ce moyen l'action du ressort à boudini, lequel termine le mouvement de fermeture de la soupape g jusqu'à son application contre son siège. Au lieu d'utiliser deux pièces p, on peut également assurer l'ouverture et la fermeture de la soupape au moyen d'une seule came executée et disposée de façon correspondante. De même, on peut remplacer les cames nontées de façon fixe par un arbre à cames passant au-dessus de tous les cylindres et servant d'orbe commun de commande de toutes les soupapes.
Dans tous les cas, on obtient par l'accélération initiale du mouvement de fermeture, amorcé impérativement surtout aux vitesses élevées, l'avantage que la soupape se ferme en temps voulu, sans rester accrochée ou sans se mettre en retard dans le cas où la tension de ressort diminue.