<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX MOTEURS A COMBUSTION INTERNE A
DEUX TEMPS- A PISTONS OPPOSES.
L'invention est relative aux moteurs à combustion interne., tra- vaillant suivant le cycle à deux temps., à pistons opposés, du genre dans le- quel les pistons sont fonctionnellement reliés à des manivelles séparées ou distinctes du vilebrequin,,, et.dans lequel de l'air pour le balayage et le.
com- bustion est admis au cylindre du moteur par des lumières de la paroi de cylin- dre, situées à ou près d'une extrémité de cette paroi (d'ordinaire L'extrémi- té inférieure c'est-à-dire l'extrémité voisine du vilebrequin)., et l'échap- pement s'effectue par des lumières de la paroi-de cylindre à ou près de son autre extrémitéo
Dans de tels moteurs, les lumières d'air sont exposées ou décou- vertes, et recouvertes, par l'un des pistons pendant les déplacements de ce- lui-ci, et l'admission.d'air au cylindre est contrôlée par ce piston, et les lumières d'échappement sont exposées ou découvertes-, et recouvertes-, par l'au- tre piston qui contrôle l'évacuation..
des gaz d'échappemento
Conformément à la présente invention, un moteur du genre précité est caractérisé par le fait que, dans le but de permettre l'obtention d'un certain degréde suralimentation du cylindre mateur, les lumières- d'air res- tent ouvertes lors de la course interne des pistons (c'est-à-dire restent découvertes par le piston de contrôle de Pair), en substance- jusqu'au mo- ment,. ou après, que les lumières d'échappement ont été fermées (c'est-à-di- re recouvertes) par le piston contrôlant l'échappement, et qu'à L'effet d'em- pêcher les gaz d'échappement de passer du cylindre dans l'entrée- d'air lors- que les lumières d'entrée d'air sont découvertes par le piston de contrôle d'air lors de sa course vers l'extérieur,
des moyens-du genre soupape ou val- ve sont prévus pour fermer leslumières d'entrée d'air, ou tout au moins la
<Desc/Clms Page number 2>
partie de celles-ci qui est découverte, avant que la pression dans le cylin- dre ne soit tombée ou descendue à la valeur de la pression d'alimentation d'air. Les moyens du genre soupape ou valve peuvent être mécaniquement con- trôlés en relation de temps avec le moteur, mais ils affecteront de préféren- ce la forme d'une ou de valves ou clapets de retenue automatiques.
A 1-'effet de réduire le temps pendant lequel les lumières d'en- trée d'air sont découvertes avant que la pression du cylindre ne soit tombée en raison du départ des gaz d'échappement, il est préférable de placer la ma- nivelle (ou les manivelles) actionnant le piston de contrôle de l'échappement de quelques degrés en avance sur la manivelle actionnant le piston de contrô- le d'air.
Dans une disposition de l'invention, on prévoit deux séries de lumières d'air, une série étant contrôlée par valve ou soupape comme susdit et exposée ou découverte avant l'autre série qui est plus procha de l'extré- mité du cylindre et ne comporte pas de contrôle par valve ou soupape. Ces dernières lumières peuvent se prolonger ou s'étendre jusqu'à l'extrémité de la course du piston.
Dans les cas où il est désirable de minimiser l'écoulement d'air par les lumières d'échappement, il est préférable que les lumières d'échappe- ment soient limitées en longueur en direction axiale du cylindre (c'est-à-di- re s'arrêtent peu avant l'extrémité de la course du piston), et lorsque deux séries de lumières d'air, comme précisément décrit, sont utilisées les lumiè- res d'échappement peuvent être entièrement découvertes lorsque les lumières d'air contrôlées par valve sont entièrement découvertes, ou lorsque les lu- mières non contrôlées ou inférieures commencent justement à s'ouvrira
Les lumières d'échappement peuvent être découvertes,par exemple, à 50 environ du déplacement de la manivelle avant la fin de la course du pis- ton de contrôle de l'échappement et couvertes environ 50 après la fin de la course.
Les lumières d'air sans contrôle par valve ou soupape peuvent ê- tre découvertes environ 30 après que les lumières d'échappement ont été dé- couvertes, et être couvertes avant que les lumières d'échappement ne sont re- couvertes .
Les lumières d'air contrôlées par valve ou soupape peuvent res- ter ouvertes jusqu'au moment où ou pour un petit nombre de degrés après que, les lumières d'échappement sont recouverteso Les lumières d'échappement peu- vent avoir une longueur correspondant à un angle d'environ 30 de- déplacement du vilebrequin, de sorte qu'elles sont pratiquement complètement ouvertes lors- que les lumières d'air sans contrôle par valve ou soupape sont découvertes.
La manivelle actionnant le piston de contrôle d'échappement peut avoir une avance sur la manivelle actionnant le piston de contrôle d'air allant jusqu'à 4 à 8 dans un moteur réversible,, et plus- dans-un moteur non réversible.
Dans d'autres cas, où il est désirable qu'une certaine propor- tion d'air froid soit mélangée aux gaz d'échappement, pour, par exemple, ré- duire la température des gaz alors qu'un turbo-ventilateur actionné par l'é- chappement est utilisé pour la suralimentation, il est préférable que les lumières d'échappement soient prolongées jusqu'à l'extrémité de la course du piston.
Lorsqu'une valve ou clapet de retenue automatique est utilisé comme décrit plus haut, à l'effet de prévenir l'écoulement des gaz. d'échap- pement par les lumières d'air, la valve peut être du type à plateaux multi- ples, ou bien constituée par une ou des valves à clapet, affectant par exem- ple la forme d'une série de minces plaques cantilever fixées à une extrémi- té et libres de se courber pour permettre à l'air de s'écouler entre elles et un siège lorsque la pression dans l'ajutage d'entrée d'air dépasse la pression dans le cylindre du moteur.
Lorsqu-une-valve mécaniquement action- née est utilisée, elle peut consister, par exemple, en un manchon disposé au-
<Desc/Clms Page number 3>
tour du cylindre, et entraîné en oscillation, en rotation, et ou en déplacement alternatif., par des moyens mis en action par le vilebrequin ou l'arbre à ca- mes du moteur. Le manchon peut être réglé dans le temps pour ouvrir les lu- mières d'air environ 25 avant que le piston n'atteigne l'extrémité de sa cour- se vers l'extérieur, et fermer les lumières après qu'elles ont été recouvertes par le piston exécutant sa course vers l'intérieur. Si le moteur est établi en vue de 1-'inversion, il est nécessaire de prévoir des moyens mécaniques des- tinés à changer le réglage du manchon.
Quelques exemples spécifiques de moteurs selon l'invention se- ront décrits ci-après en référence aux dessins schématiques annexés-, sur les- quels : .
Fig. 1 représente une coupe longitudinale pratiquée dans un mo- teur marin réversible, à pistons opposés, cycle à deux temps et suralimenta- tion ;
Fig. 2 représente une coupe transversale du moteur montré figo 1 ;
Fig. 3 est une vue, analogue à la figo 1, d'une seconde disposi- tion de moteur;
Fig. 4 est un diagramme de réglage, applicable aux deux moteurs et montrant la succession et les temps approximatifs;, pour un tour du moteur, des ouvertures et fermetures des diverses lumières d'air et d'échappement;
Fig. 5 est une vue détaillée de la valve de retenue utilisée dans le moteur représenté sur les figs. 1 et 2.
Le moteur montré figs. 1 et 2, comporte un piston inférieur 1 relié à une manivelle centrale 2 par une tête de bielle 3 et une bielle 4.
Un piston supérieur 5 est relié aux deux manivelles latérales 6 et 7 par des bielles 8 et 9. Près de l'extrémité inférieure du cylindre 18 est prévue une rangée supérieure de lumière d'air 10, contrôlées par des valves de retenue automatiques 11 et 12, En dessous de ces lumières est prévue une seconde rangée de lumières d'air 13 souvrant directement dans la chambre d'alimenta- tion d'air 14 du moteur. A 1-'extrémité supérieure du cylindre est prévue une rangée de lumières- d'échappement 15 quidans le présent exemple, se prolon- gent jusqu'au sommet du cylindre.
Les manivelles latérales 6 et 7, auxquelles est relié le piston supérieur 5, reçoivent, par rapport à la manivelle centrale-2,, une avance d'environ 4 à 8 en avant dans le sens de la rotation. Cette avance des manivelles et piston d'échappement permet aux. lumières d'échappement de s'ou- vrir plus tôt et plus rapidement qu'en l'absence d'avance, de sorte que la grande quantité de gaz du cylindre résultant de la suralimentation-peut être évacuée très rapidement par les passages d'échappement 16 et 17.
En fonctionnement du moteur, lorsque le vilebrequin, tourne, le mouvement descendant du piston inférieur 1, après ouverture dès-lumières d'é- chappement, découvre les lumières d'air contrôlées 10, mais de l'air ne s'é- coulera toutefois à travers elles dans le- cylindre 18-qu'après que- la- pression- dans le cylindre est tombée en dessous. de la- pression-dans-la- chambre d'air 14, et l' écoulement des gaz d'échappement du. cylindre, à travers- les- lumières d'air, est empêché par les valves de retenue 11 et 12.
Après que la pression dans le cylindre 18 est tombée, de l'air s'écoulera de la chambre d'air 14, par les valves de retenue Il et 12, dans le cylindre 18, et traversera ce dernier en s'écoulant en sortie à travers les lumières d'échappement 15, et ainsi balayera-le cylindre 18 de tous les produits de combustion résiduaires. o La continuation du mouvement de la mani- velle 2, et par suite du piston inférieur 1, découvre la série inférieure des lumières d'air 13, et de l'air s'écoulera alors par ces lumières et dans le cylindre 18 sans restriction dueaux valves, aidant ainsi au-balayage-du aylin-
<Desc/Clms Page number 4>
dre et à l'alimentation en air pour la combustion.
La continuation du mouve- ment de rotation des manivelles 2, et 6,7, a comme résultat que chacun des pistons 1 et 5 passe son point mort extérieur et que, tout d'abord les lumiè- res d'air non contrôlées sont recouvertes par le piston 1 et ensuite les lu- mières d'échappement sont recouvertes par le piston 5, mais que de l'air con- tinue de passer dans le cylindre 18 par les valves de retenue 11 et 12 et les lumières 10 jusqu'au moment où les lumières 10 sont recouvertes par le piston inférieur, procurant ainsi de l'air supplémentaire et suralimentant le cylin- dre 18.
La fig. 3 montre un moteur à pistons opposés dais lequel un pis- ton inférieur 19 est relié à une manivelle centrale 20 par une bielle 21, et dans lequel le piston supérieur 22 est relié à deux manivelles latérales 23 et 24 par des bielles 25. Comme dans l'exemple précédent, le piston supérieur 22 contrôle les lumières d'échappement 26 et le piston inférieur 19 découvre, premièrement des lumières d'air contrôlées 27 et ensuite des lumières d'air non contrôlées 28. Dans cet exemple, les lumières d'air 27 sont contrôlées par un manchon oscillant 29 commandé par une came 30 de l'arbre à cames 31 du moteur et actionné par la tige 32 et le levier coudé 33.
A l'effet de per- mettre la marche dans l'un et l'autre sens, on prévoit sur l'arbre à cames deux cames 30 et 34, la première étant destinée à commander le manchon 29 en marche "avant" et la seconde à le commander en marche "arrière" et l'arbre de manoeuvre 35 détermine celle des cames en fonctionnement par le levier 36 et le galet de came avant 37, ou arrière 38.
La succession des opérations est la même que dans l'exemple pré- cédent ; les manivelles latérales 23 et 24 reçoivent une avance d'environ 4 à 8 par rapport à la manivelle centrale 20, et ceci permet au piston 22 d'ou- vrir les lumières 26 plus tôt et plus rapidement que la normale. Après que les lumières. d'échappement ont été découvertes par-le piston- 22.,. le piston 19 découvre la rangée supérieure des lumières d'air 27 qui, toutefois, ne per- mettent pas le passage de l'air de la chambre d'air 39 dans le cylindre 40 jusqu'au moment où les lumières 27 ont été découvertes par le foncltionnement du manchon 29.
La continuation de la rotation du moteur amène le piston 19 à découvrir la rangée de lumières d'air non contrôlées 28, qui permettent le libre passage de l'air de la chambre d'air 39 dans le cylindre 40, et, à tra- vers celui-ci, aux lumières d'échappement 26, balayant ainsi le cylindre.
Par continuation du mouvement du moteur, le piston 19, exécutant sa course ascendante, recouvre d'abord les lumières 28 et ensuite le piston supérieur 22 recouvre les lumières d'échappement 26, mais l'air continue de s'écouler dans le cylindre et le suralimente jusqu'au moment où les lumières. 27 sont recouvertes par le piston 19. Les lumières 27 ne- sont pas- couvertes par le manchon oscillant 29 jusqu'à un moment subséquent du fonctionnement du moteur.
La fig. 4 montre le diagramme de réglage approximatif des valves et lumières pendant une révolution des moteurs décrits plus haut, dans les- quels les manivelles latérales ont reçu une avance d'environ 6 par rapport à la manivelle centrale, dans la sens avant du mouvement. Dans le-diagramme-, tous les réglages indiqués sont rapportés à la- manivelle centrale et au pis- ton inférieur Les lignes en traits pleine se rapportent au piston-inférieur et les lignes en traits interrompus au piston supérieur. La succession des phénomènes est comme suit :
Ao - Les lumières d'échappement sont découvertes par le piston supérieur à 56 avant le point mort extérieur.
B. - Les lumières d'air contrôlées par valve sont découvertes par le piston inférieur à 50 avant le point mort extérieur-, les valves res- tant fermées jusqu'à ce que la pression du cylindre soit tombée à la valeur de la pression de l'air.
C. - Les lumières d'air inférieures, de balayage, sont découvertes par le piston inférieur à 25 avant le point mort extérieur.
<Desc/Clms Page number 5>
D. - Le piston supérieur atteint le point mort extérieur 6 avant que le piston inférieur atteigne son point mort.
E. - Le piston inférieur atteint le point mort.
F. Les lumières d'air inférieures sont recouvertes par le pistpn inférieur à 25 au delà du point mort extérieur.
G. - Les lumières d'échappement sont recouvertes par le piston supérieur à 44 au delà du point mort extérieur, et
H. - Les lumières d'air contrôlées par valve sont recouvertes par le piston inférieur à 50 après le point mort.
La fig. 5 montre la réalisation d'une valve de retenue automati- que utilisée dans le moteur représenté aux figures 1 et-2. Les lumières de la rangée supérieure des lumières d'air 10 du cylindre 18 sont contrôlées par un certain nombre de valves en forme de plaque mince ou lamelle 43, qui reposent sur des sièges 44 formés par les bords d'organes en forme d'ange 45.
Lorsque la pression à l'intérieur du cylindre 18 dépassa celle de la chambre d'air 14, les valves en forme de plaque, 43, sont maintenues- sur leurs siè- ges 44 par la pression, mais lorsque la pression à l'intérieur du.cylindre 18 tombe en dessous de la pression d'air de la chambre 14, les valves en for- me de plaque ou lamelle mince, 43, sont ouvertes et chacune d'elles est déviée autour de la surface courbe 46 du côté- inférieur de l'organe 45 situé au-dessus d'elle. De l'air s'écoule alors à travers les auges et dans le cylindre 18 comme montré par les flèches.
De l'air pour la suralimentation peut être fourni par les moyens décrits dans les demandes de brevets de la demanderesse n 397.449 (Brevet n ) du 23 janvier 1952, pour :"Perfectionnements apportés aux moteurs à combustion interne à deux temps" et n 397.450 (Brevet n ) du 23 janvier 1952, pour "Perfectionnements apportés aux moteurs à combustion intern", ou bien par une ou des souffleries à mouvement alternatif, ou des ventilateurs Root, à pales ou centrifuges. Dans les exemples ci-dessus, l'air est fourni aux chambres 14 et 39.
L'agencement conforme à la présente invention et réalisé dans les exemples ci-dessus, présente les avantages que les lumières d'échappement ont une avance notable sur l'ouverture des-lumières d'air, que les lumières d'échappement. ont une grande étendue initiale-réouverture, permettant l'éva- cuàtion d'une quantité substantielle de gaz d'échappement avant que les lu- mières d'air ne s'ouvrent,que l'échappement d'air par les lumières d'échap- pement est réduit ou restreint par le fait que les lumières d'échappement se ferment tôt, et que les lumières d'air contrôlées par valve peuvent être de grande étendue, permettant l'admission d'une large quantité d'air pour la sura- limentation jusqu'après que les lumières d'échappement sont fermées.
En ou- tre, la grande ouverture initiale des lumières d'échappement permet de rédui- re la longueur de lumières, et de réduire ainsi davantage, si on le désirait, l'échappement de l'air par les lumières d'échappement.
Les exemples ci-dessus se rapportent à des moteurs réversibles pour les applications marines et l'on observera qu'en raison de l'avance des manivelles extérieures par rapport à la manivelle centrale, le ,rendement du moteur sera plus grand dans le sens avant que dans le sens arrière de mar- che, imposant.ainsi une limite à la valeur de l'avance qui peut être donnée.
Dans le cas d'un moteur non réversible,l'avance peut être accrue avec avan- tage.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.