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MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A PISTONS DOUBLES.
On connaît des moteurs à combustion interne à pistons doubles, dans lesquels les lumières d'admission et d'échappement sont commandées par les pistons. Dans de tels moteurs, et pour le cas de cycle à quatre temps, l'admission, la compression, l'allumage et la détente et l'expulsion des produits de la combustion se déroulent au cours d'un seul tour du vilebrequin.
Dans les dispositifs connus de ce genre, on utilise des vilebrequins à cycloide, ou un vilebrequin du type normal et un vilebrequin à cycloïde...
On sait aussi qu'il est possible, dans les moteurs à pistons doubles à quatre temps, d'actionner les pistons, pour un seul tour de vilebrequin, au moyen de leviers oscillants, mais il faut dans ce cas avoir recours à un organe de commande particulier commandant l'échappement aussi bien que l'admission.
La présente invention a pour objet de permettre d'utiliser exclusivement les pistons de travail comme organes de commande, grâce à la coopération d'un mécanisme agencé entre le vilebrequin et les pistons et comprenant exclusivement des bielles, des biellettes et des leviers oscil- lants.
La présente invention est décrite ci-après plus en détail avec référence aux dessins annexés qui illustrent, à titre d'exemple, une application de la présente invention dans le cas d'un moteur à trois cylindres et dans lesquels : la figure 1 est une coupe transversale d'un moteur conforme à l'invention; la figure 2 est une vue partielle du mécanisme conforme à l'invention, sans le bati ; la figure 3 en est une vue partielle de profil; @
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la figure 4 est une représentation schématique des bielles et des leviers oscillants de commande, conformes à l'invention; la figure 5 est un diagramme temps course représentant le mouvement des pistons; la figure 6 représente, à une plus petite échelle, la juxtaposition axiale de deux moteurs tels que celui représenté à la figure 1;
les figures 7 et 8 sont deux illustrations schématiques d'un levier oscillant conforme à l'invention.
L'exemple représenté est celui d'un moteur à trois cylindres dont les axes se trouvent dans un même plan et qui font entre eux un angle de 120 , Dans chaque cylindre, muni d'une lumière d'admission et d'une lumière d'échappement, deux pistons se meuvent, de telle façon que leurs courses soient alternativement dirigées dans le même sens et dans des sens opposés. L'un de ces dits pistons commande l'ouverture d'admission et l'autre, la lumière d'échappement. Dans la description suivante du mécanisme conforme à l'invention, les axes de rotation montés dans le bâti G sont désignés par des chiffres romains, les autres articulations par des chiffres arabes, et les bielles, biellettes et leviers oscillants par des lettres.
Un-vilebrequin K, à un seul coude, est agencé dans le palier de vilebrequin I du bâti du moteur et actionne une bielle principale P, qui coopère, par un point d'articulation 2, avec une biellette L montée à rotation autour du palier II du bâti G du moteur. Sur la bielle principale P est agencé un point d'articulation 3 sur lequel sont assujetties les bielles P1 et P2. La bielle Pl coopère, par l'intermédiaire du point d'articulation 4, avec un levier oscillant à deux bras Si dont le point d'articulation 5 porte la bielle du piston P3 déterminant dans le cylindre Zl le mouvement du piston k1 qui commande 1 échappement. Le levier oscillant Si est monté dans un palier III dans le bâti G du moteur.
La bielle P2 relie le point d'articulation 3 de la bielle principale P au levier oscillant à deux bras S2, avec lequel elle opère par le point d'articulation 6. Le levier oscillant S2 actionne, par l'intermédiaire du point d'articulation 7, la bielle du piston P4, qui fait mouvoir dans le cylindre Z2 le piston K2 commandant l'admission. Les leviers oscillants Si et S2 sont par exemple coaxiaux dans ce cas.
Les dimensions du mécanisme peuvent être telles que le mouvement du piston correspond au diagramme temps-course représenté à la figure 5, les cotés et les angles mentionnés ci-après étant indiqués uniquement à titre d'exemple, Sur le diagramme, les temps, qui correspondent à des degrés d'angle d'un tour du vilebrequin, sont portés en abscisses, et les courses des pistons entre la lumière d'échappement A et la lumière d'admission S sont portées en ordonnées.
On suppose qu'il s'agit d'un. cylindre dans lequel les arêtes qui commandent la lumière d'admission et la lumière d'échappement sont distantes de 71 mm. A 15 environ au-dessus du point de rotation du vilebrequin,le piston K1, qui commande l'échappement, ferme la lumière d'échappement A à une distance de 2,5 mm du piston K2 qui commande l'admission.
Les deux pistons se meuvent en direction de l'ouverture d'admission S, qui se trouve libre pour une position angulaire de 72 du vilebrequin. A ce moment, le piston K1, qui commande l'échappement, . a déjà masqué sur 17 mm la lumière d'échappement.
Pendant le temps que le vilebrequin met à tourner d'un angle de 72 - 15 = 57 , les gaz restants qui se trouvent compris dans un espace de 2,5 mm entre les pistons se détendent et viennent occuper l'espace compris entre les pistons lorsque ceux-ci seront écartés d'une distance de 56 mm, ce qui-donne naissance à une dépression, par suite de la détente ainsi produite et du refroidissement qui en résulte, on obtient--un refroidissement intérieur qui exerce son action directement sur le film d'huile adhérant aux parois du cylindre.
Pour une position angulaire de 72 du vilebrequin, le mélange combustible ou de l'air seulement pénètre dans-le cylindre et se détend également, Lorsque le piston K2, qui commande l'admission, a complètement dégagé la lumière d'admission S il se meut vers la lumière d'échappement A; de même, le piston K1, qui commande 1'échappemel, re-
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vient en arrière, à 4 mm en avant de la lumière d'échappement, sans avoir découvert cette lumière, et se meut de nouveau vers la lumière d'admission.
Lorsque le piston K1, qui commande l'échappement, se trouve à 4 mm en avant de la lumière d'échappement, le piston K2, qui commande l'admission, a dé- passé la lumière d'admission S pour une position angulaire de 1200 du vile- brequin et il se crée alors entre les deux pistons K1 et 1\2. un volume d'admission fermé correspondant à une distance de 68 mm entre les pistons. Les deux pistons se meuvent alors dans des sens opposés jusqu'à ce qu'ils at- teignent, pour une position angulaire de 180 du vilebrequin, la position de compression dans laquelle ils sont distants de 10 mm l'un de l'autre.
Le mélange gazeux allumé se détend entre les deux pistons qui s'écartent maintenant l'un de l'autre etdont l'un le piston Kl, qui commande l'échappe- ment,dégage la lumière d'échappement pour une position angulaire de 2670 jusqu'à 3750 du vilebrequin., tandis que le piston K2, qui commande l'admis- sion, atteint son point extrême pendant la course de détente à 5 mm avant la lumière d'admission S, sans ouvrir celle-ci, et se déplace ensuite vers la lumière d'échappement pendant la course d'échappement, après avoir renfer- mé avec le piston de commande de l'échappement un volume maximum=de détente correspondant à une distance de 71,5 mm entre les pistons. Un nouveau cy- cle de fonctionnement recommenoe ensuite pour une position angulaire de 3600 du vilebrequin.
Dans l'exemple illustré à la figure 1, trois cylindres sont disposés autour du palier I du vilebrequin de manière que les axes de ces trois cylindres se trouvent dans un plan normal à l'axe du palier de vilebre- quin et forment un triangle équilatéral par le centre duquel passe l'axe du palier de vilebrequin I. Le moteur à pistons doubles et à trois cylindres ainsi décrit actionne, au moyen d'un coude de vilebrequin et de trois biel- les principales P, coopérant avec des mécanismes à biellettes et à leviers oscillants, dans chacun de ses trois cylindres, un piston de travail k1 com- mandant l'échappement et un piston de travail K2 commandant l'admission, ces pistons de travail ouvrant et fermant les lumières d'échappement A et les lumières d'admission S.
Le cycle suit le diagramme de la figure 5, de maniè- re que le mouvement des pistons dans un cylindre présente, pour un tour du vilebrequin, la caractéristique d'un moteur à quatre temps , pistons doubles avec un temps de refroidissement intérieur. La disposition des axes des cy- lindres du moteur polygonal dans un triangle équilatéral permet le décalage réciproque des phases de l'opération de travail dans les trois cylindres, ce décalage étant dans chaque cas, égal à 1200 tell que représenté au diagramme temps-course des pistons de la figure 5.
D'une manière tout à faite généra- le, la présente invention permet de réaliser, un moteur polygonal à pistons doubles avec N cylindres, un vilebrequin à un seul coude, N bielles princi- pales et N mécanismes à biellettes et leviers oscillants, les pistons des N cylindres étant disposés en un polygone à N ctés autour de l'axe du vilebre- quin et entraînés avec un décalage de phases du cycle de travail dans chaque groupe de deux cylindres voisins, correspondant à 360 : N.
Dans les moteurs monocylindriques à deux pistons, les deux pistons sont entraînés, chacun au moyen d'une bielle principale et d'un mé- canisme à biellettes et à leviers oscillants, par un vilebrequin à un seul coude disposé sur le côté du cylindre et dont l'axe est normal à l'axe du cylindre.
Le moteur illustré schématiquement à la figure 6 résulte de la juxtaposition en série, dans le sens voulu, de N cylindres à pistons dou- bles sur un vilebrequin à N coudes.
La présente invention peut aussi s'appliquer à des moteurs Die- sel ou semi-Diesel, à des moteurs munis de carburateurs, à des moteurs à injection, à refroidissement par l'eau ou par l'air, ou encore à injection d'eau.
La présente invention permet la construction d'un nouveau ty- pe de moteur, un moteur polygonal à vilebrequin central à un seul coude.
Ce moteur est le type de moteur le plus compact présentant
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le minimum d'encombrement.
Comme ce moteur n'a pas de raies dentées, il représente le type le plus simple du point de vue technique et le plus sur; en outre son rendement mécanique est favorable, car on n'a pas besoin d'utiliser des ex- centriques, dont le rendement est mauvais, ainsi qu'il est bien connu.
Dans des moteurs auxquels la présente invention est appliquée il est possible de donner à la courbe temps-course des pistons pour le pis- ton K1 de commande de l'échappement une allure telle que l'on obtienne une course-. de admission considérablement plus grande que dans le cas d'utilisa- tion d'un mécanisme de vilebrequin à cycloïde muni d'un organe particulier de commande de l'échappement et de l'admission. L'augmentation de la cour- se d'admission, jointe au retard appcr té au dégagement de la lumière d'ad- mission assure au refroidissement intérieur particulièrement intense par la détente des gaz frais ou de l'air qui entrent.
On a représenté aux figures 7 et 8, les leviers oscillants à deux bras S1, S2 munis d'un organe de traction et de compression M qui relie entre eux les ponts d'articulation momentanés 4, 5 et respectivement 6, 7. pour empêcher les bras des leviers oscillants de produire des résonances d'os- cillation.