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L'invention a pour objet des perfectinnements aux moteurs à combustion interne à. deux temps et à lumière commandées, dans le but d'améliorer l'efficacité du balayage et du remplissage de ces moteurs.
Lesmoteurs de ce type sont munis, dans la paroi du cylin- dre, de lumières d'échappement et de lumièresd'aspiration, pour le balayage de l'air, qui sont découvertes lorsque le piston descend au cours de sa ccurse de combustion. L'expression "air de balayage" est comprise ici cornue étant un mélange d'air et de combustible qui est introduit de cette façon dans les cylindres
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des moteurs comportant un carburateur.
Dans certains de ces moteurs, la tête du piston est concave et les lumières de passage, ainsi que les conduits y aboutissant, sont tels que l'air de balayage est dirigé vers le bas, dans la face en forme de cuvette du piston et, vers l'arriè- re, au-delà des lumières d'échappement. Le gaz est alors dévié ver.s le haut par la partie arrière du piston et il remonte le long de la paroi du cylindre, vers la culasse du cylindre, en déplaçant simultanément les gaz d'échappement à travers la ou les lumières d'échappement. Dans de tels moteurs, il peut y avoir une ou plusieurs lumières d'échappement et une ou plusieurs lumières d'aspiration, toutes ces lusières étant orientées vers la paroi arrière du cylindre.
Lorsque les lumières d'échappement sont découvertes la pression décroît rapidement dans le cylindre et outrepasse -- en créant ainsi une pression négative momentanée dans les lumières d'échappement en arrière des gaz d'échappement se pré- cipitant au dehors. Il existe une tendance, commune à tous les moteurs à deux terps, pour qu'une partie de la charge frafche- 'ment admise par les lumières de passage soit perdue, du fait de cette pression négative et, précédemment, les dispositifs d'échappement de ces moteurs ont été couramment construits pour réduire cette perte en supprimant ou en réduisant au minimum l'onde de pression négative.
Cependant, si cette pression négati- ve momentanée est convenablement utilisée, elle peut servir à faciliter un balayage pratiquement complet des gaz d'échappement, sans qu'une partie de la charge fraîchement admise soit expulsée immédiatement hors du cylindre. la tendance fâcheuse est ainsi réduite par la déviation positive vers le haut de la charge qui pénètre de la façon que l'on vient de décrire, et un objet de l'invention est de réduire encore plus la tendance à la char- ge diminuée du cylindre, au début de la course de compression.
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Une autre particularité avantageuse des moteurs dans lesquels la charge froide qui pénètre est dirigée sur la face, c'est-à-dire la partie la plus chaude du piston, est que l'ef- ficacité du refroidissement est grandement accrue et cette par- . ticularité peut être retenue dans les moteurs suivant l'inven- tion
Conformément à l'invention, le moteur à combustion inter- neà deux temps et à lumières commandées comporte une chambre de combustion définie à l'intérieur d'un cylindre, entre une culasse de cylindre et la face supérieure d'un piston alterna- tif se déplaçant dans ce cyl indre, présentant,dans la, paroi du cylindre,
au moins une lumière d'échappement et au moins une lumière principale d'aspiration pour l'air de balayage, ces lu mières étant placées de telle façon qu'elles sont en premier découvertes par le piston et ouvertes sur la chambre de combus tion à un moment ultérieur, de façon correspondante, pendant la course de combustion du piston, la lumière d'aspiration prin cipale étant alimentée par de l'air de balayage sous pression;
dans ce moteur on a en outre ménagé dans la paroi du cylindre au moins une lumière d'aspiration supplémentaire qui est plus éloignée de la culasse que la précédente lumière d'aspiration principale et qui est par suite découverte en premier par le piston et ouverte sur la chambre' de combustion à un moment corres- pondant ultérieur, pendant la course de combustion, la lumière supplémentaire étant également alimentée en air sous pression.
Dans un mode de réalisation du moteur suivant 1! invention la lumière d'aspiration principale est en communication avec l'intérieur d'un carter du. moteur, et l'air de balayage alimentant la lumière d'aspiration principale est comprimé dans le carter par le mouvement du piston, pendant la course de combustion.
Suivant une variante, le carter .peut fonctionner comme réceptacle d'un. dispositif de ventilateur ou de compresseur d'air de balayage
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Dans un mode de réalisetion préfère d'un moteur de l'1,"21 de ces types suivent l'invention, la l1..12:lière d'2.s-.ire.tÜ.!l ¯.win- ci pale est placée à 'une extrémité d'un. CÉUal ou conduit, dont l'autre extrémité coirnirunique avec l'intérieur du carter, pu moyen d'une lumière :r;I'Dti(1.1.ée Q8:TI.S la paroi du ez''7¯7¯r¯re.1'!Y'Li re qui est recouverte par le pisien. entre les de1..1x positions dans lesquelles la lumière d'aspiration principale et la lumière supplémentaire sont respectiv8:'lent découvertes en premier par le piston.
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Dans -Li-n autre more de réalisation prëfcré de l'invention d'un moteur de ces types, lcliroeiàre d'aspiration principale <" - ... débouche dans un réservoir fermé d'une fa-,-on quelco:w.ye, et le côté du piston comporte une fente ou ouverture telle que, pendant une partie de la course de conlusticn, avant que la lurière d'aspiration principale ne soit découverte 'par le piston, le réservoir soit en cOl'r"ünication, par la fente ou l'ouverture, avec l'intérieur du carter, tandis que poux toutes les positions du piston, comprises entre celles pour lesquelles la lumière
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d'aspiration principale et la liuiiére suppléElentaire sont respec- tivement découvertes er.
=-r,eu-tier lieu par le piston, et ouvertes sur la chambre de combustion, la lumière d'aspiration principale est recouverte par le piston et le réservoir est, de ce fait,' isolé de l'intérieur du carter.
De préférence et pour les raisons indiquées ci-dessus, la face du piston est concave et l'air de balayage est dirigé
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vers le bas.par les lurieres d'aspiration principale et su:p-clé- mentaire, ainsi que vers une partie de la paroi du cylindre direc- tement à l'opposé de la lun ière d'échappement.
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De préférence, étalevent, toutes les lumières sont disoo- sées sur un seul at.:ne::'lU, sur le pourtour du CJ'Jj-ll re et ceux de leurs côtés qui sont éloignés de la culasse du cylindre sont dans un même plan qui est perpendiculaire à l'axe du cylindre.
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Par suite, dans l'un ou l'autre cas, le conduit ou le réservoir, qui est respectivement en communication avec la lu- mière d'aspiration principale, est rempli d'air sous pression, pendant une partie de la course de compression, avant que la lu- mière d'aspiration principla ene soit découverte 'car le piston et ouverte sur la chambre de combustion, mais, pendant le court intervalle de temps compris entre l'ouverture de la lumière d'aspiration principale et celle de la lumière supplémentaire sur la chambre' de combustion, le conduit ou le réservoir est isolé de l'intérieur du carter.
Par suite, lorsque la pression tombe dans le carter, er.. raison de l'ouverture de la lumière d'aspiration principale et de l'admission de la charge dans le cylindre, la réduction de la pression n'affecte pas le conduit ou le réservoir car la lumière d'aspiration supplémentaire sert de réservoir, d'air sous pression jusqu'à ce que la lumière d'aspiration principale soit ouverte et que l'air se détende dans le cylindre, où, en raison de sa force vive, dans une direction s'éloignant de la lumière d'échappement, il empêche, ou tout au moins il réduit sensiblement, la perte de charge due à la pression momentanément négative de l'échappement.
Si la face du piston est concave, la culasse est de pré- férence convexe, afin de réduire l'espace mort dans la partie supérieure du cylindre. Il est toutefois avantageux, si la, partie de la culasse sur laquelle la bougie ou l'injecteur de combusti ble fait saillie, suivant le cas, présente un retrait par rapport 8. la forme généralement convexe.
Cela fournit, dams la région où coin, ence la combustion, un petit espace mort de faible volume qui est avantageux dans le cas d'une marche à vide du moteur.
Le nombre des lumières d'échappement, d'aspiration -orin- cipale et/ou supplémentaire peut, évidemment, être supérieur à un.
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Deux modes de réalisation de l'invention sont représentés dans le dessin annexé sur leouel : la figure 1 est une vue schéma.tique d'un cylindre de moteur suivant l'invention, avec airacheemnt d'une partie de la paroi du cylindre, afin 6 le-, remettre la vue intérieure.
La figure 2 est une vu schématique en coupe transversale du cylindre au niveau des lumières.
La figure 3 est une vue schématique en coupe verticaledu cylindre et de la culasse, représentant le piston et les lumières.
La figure 4- est une vue en coupe verticale d'une variante d'un moteur suivant l'invention.
La figure 5 est une vue en coupe transversale, faite suivent la ligne V-V de la figure 4- et la figure 6 est une vue en coupe verticale partielle, faite suivant la ligne VI-VI de la figure 5, les moitiés respec- tives de gauche et de droite de la figure 6 représentant un pis- ton du moteur à la fin de sa course de combustion et en un point antérieur de celle-ci. bur la figure 1, on a représenté l'intérieur d'un cylin- dre 10, comportant une culasse 20 La face supérieure concave 11 du piston 21 est dans sa position la plus basse et la disposition générale qui est représentée comprend deux lunières d'échappement 12, deux lu ières principales d'aspiration 13, de part et d'autre des lumières d' échappement, et une lumière d'aspiration supplé mentaire 14, entre les lumières d'échappement.
Les lumières d'aspiration principales et les conduits 13a qui leur sont reliés à partir de l'extérieur du cylindre, ont une forme qui leur permet de diriger la charge fraîche vers le bes, dans la face concave du piston 11 et, vers l'arrière, sur la paroi arrière du cylindre 10 cmme indiqué par les flèches 15. La charge est [,lors déviée vers le haut, contre la paroi arrière du cylindre, et dans sa partue supérieure, comme
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on peut- le voir par le 'prolongement 15a des flèches 15 la la mière d'aspiration. supplémentaire 14 dirige également la charge supplémentaire vers le bas de la face concave du piston et en arrière vers la paroi arrière du cylindre.
Les hauteurs des lumières sont telles que, lorsque le piston descend pendant sa course de combustion, les lumières s'ouvrent dans l'ordre 12, 13, 14 et, de préférence de sorte que la lumière 14 s'ouvre lorsque la pression d'échappement dans les lumières 12 devient momentanément négative.
Les lumières 12, 13 et 14 pratiquées dans la paroi du cylindre sont dirigées vers le bas dans la face concave 11 du piston. Les lumières d'échappement 12 débouchent vers l'extérieur dans les conduits d'échappement 22 Les lumières 13 débouchent vers l'extérieur dans les conduits 13a qui, à leur tour, débou- chent dans les lumières inférieures 23 de l'extrémité inférieure du. cylindre, et la jupe du piston 21 comporte ;ce fente ou fenêtre correspondante 23a, disposée de telle sorte que la lumiè re 23 est en communication avec l'intérieur du cylindre et avec le carter 19, dont une partie seulement est représentée, lorsque les lumières 13 sont ouvertes et pendant une longueur d.e temps suffisante auparavant.
La lumière 14 débouche vers l'extérieur dans un conduit 14a qui débouche, à son tour, dans une lumière inférieure 24 (représentée dans la figure 3 et non dans la figure 1) dans la paroi du cylindre. Une fenêtre correspondante 24a, ménagée dans la jupe du piston, assure l'ouverture de la lumière 24 vers l'intérieur du carter, pendant une partie de la descente du piston, mais assure sa fermeture entre les moments d'ouverture des lumières 13 et de la lumière 14.
La surface intérieure de la criasse 20 est convexe, sauf au voisinare d'un. injecteur de combustible, ou, comme représenté dans la figure l, d'une bougie 25 où elle présente un retrait.
Le fonctionnement du moteur a été expliqué précédement mais il y a lieu de noter que la petite charge supplémentaire
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introduite dans le cylindre par la lumière d'aspiration supplémentaire 14 a tendance à rester dans la concavité de la face du piston, assurant ainsi que, lorsque le piston monte et comprime la charge, la partie de la charge, au voisinage immé-
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diat de l' inj e ctev.r de cor:..-¯usti ble (ou de a b01.lìe L5, 7, Sl.,Ü va..'1.t le cas}, n'est relativement pas contm2ine par les gaz résiduels non expulsés du temps précédent.
Sur la vue en coupe transversale schématique du cylindre représentée dans la figure 2, on peut voir l'orientation vers l'arrière des lumières de passage principales 13.
'la figure 3 qui est me vue en coupe schématique vertica- le du cylindre et de la culasse représente les lumières 12, 13 et 14, ainsi que le riston 21 avec une face concave 11 le moteur représenté dans les figures 4., 5 et 6 comprend un bloc cylindre 30 garni d'ailettes extérieures, à la partie supérieure duquel est fixée une culasse 31 garnie également d'ailettes extérieures, munie d'une bougie 32, le bloc cylindre 39 est monté sur un bloc carter 33, dans lequel le vilebrequin 34 repose sur des paliers 35 Sur le vilebrequin est articulée la tête de la bielle du piston 36, dont le pied est articulé dans le piston 37, animé d'un mouvement alternatif dans le cylindre,
alésé dans le bloc cylindre 30.
Une lumière d'échappement 38 relie le cylindre au conduit
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d'Óchapl)e!1'.ent 39 (voir figure 5 ) . Les lumières principales d'aspiration 40 du cylindre sont en communication par deux conduits ou canaux 41, forés dans le bloc cylindre 30 et dans le bloc carter 33, avec de lumières correspondantes 42 débouchant de l'intérieur du carter. De même, deux lumières d'aspiration supplémentaires 43 sont formées dans la paroi du cylindre, râce
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;:.vxnmelles ce dernier est er: co anunication avec deux réservoirs 44 ménagés dans le bloc cylindre 30 et obturés à leurs extrémités éloignées des lumières 43, par deux bouchons 4.5.
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La face du piston 37 est concave et les réservoirs 45 ainsi que les conduits 41, au voisinage des lumières 40, sont dirigés vers le bas, de sorte que l'air pénétrant dans le cylindre est envoyé sur la face du piston et (comme on peut- le voir sur la figure 6) vers la partie de la paroi du cylindre qui est éloignée de la lumière d'échappement 38.
Le bord inférieur de la jupe du .piston porte des rainures en 46, grâce auxquelles les lumières 42 restent découvertes, mêmes lorsque le piston occupe sa position la plus basse.
Le côté du piston est en outre muni de deux lumières 47 par les- quelles, pendant une partie de la course du piston, alors que les lumières d'aspiration 40 sont recouvertes, les lumières d'aspiration supplémentaires sont découvertes et les réservoirs 44 sont en communication, non pas avec la chambre de combustion au-dessus du piston mais avec l'intérieur du carter, en-dessous du piston, comme représenté-dans la moitié droite de la figure 6.
En résumé, le cycle de travail est le suivant : lorsque le piston 30 remonte,'à partir de sa position la plus basse, les lumières 43, 40 et 38 sont fermées dans cet ordre et la charge d'air de balayage qui, (ainsi qu'on l'a spécifié précédemment est'en réalité un mélange de combustibe et d'air)' est comprimée dans le cylindre et est allumée au moyen de la bougie 32, au moment approprié, après quoi le piston redescend.
Cependant, alors que le piston est encore en train de monter, de l'air est aspiré dans l'espace se trouvant derrière le piston, soit au moyen d'une lumière d'aspiration ou d'une soupape (non représentée), 'soit au moyen d'un dispositif de ventilateur ou de compresseur (non représenté). Lorsque le piston descend alors, l'air qui se trouve derrière le piston et dans les conduits 41 est comprimé, et, lorsque les lumières 47 de la jupe du piston passent devant les lumières d'aspiration supplémentaires 43, les réservoirs 44 se remplissent d'air comprimé, avant que les lumiè-
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res 43 ne soient à nouveau recouvertes, lorsque les réservoirs 44 sont à nouveau isolés.
Lorsque le piston 37 continue à descendre, la lumière d'échappement 38, en raison de sa plus grande hauteur, est d'abord découverte pour permettre l'échappe- ment des gaz brulés et, ersuite,les lumières d'aspiration prin- cipales 40 sont découvertes, ce qui permet à l'air comprimé, contenu dans les conduits 41 et à celui qui se trouve au-dessous du cylindre, de se déverser dans le cylindre et d'entraîner à l'extérieur les gaz d'échappement qui y sont encore.
Ainsi qu'on l'a expliqué, les gaz d'échappement qui se précipitent au dehors tendent à provoquer une pression négative momentanée derrière eux et à entraîner une partie de la nouvelle charge hors du cylindre, par la lumière d'échappement 38 ou, al- ternativement à revenir dans le cylindre lui-même. Cependant, lorsque le piston continue à descendre, et, de préférence, à pe près au moment où la pression devient négative, les lumières d'aspiration principales 43 sont découvertes et l'air comprimé contenu dans les réservoirs 44 pénètre dans le cylindre et;
en raison de sa force vive qui tend à l'éloigner de la lumière d'é- chappement, il s'oppose ou réduit tout au moins sensiblement l'effet de la pression négative, en assurant ainsi une expulsion pratiquement complète du gaz d'échappement et une recharge égale- ment totale du cylindre en mélange frais d'air et de combustible, de sorte qu'un remplissage effectivement complet se trouve réali- sé, sans perte de charge par la lumière d'échappement.
Le sens du mouvement du piston s'inverse alors et le cycle de travail se répète.
Cn peut se rendre compte que le nombre et la disposition des lumières peut varier tout en restant dans le cadre de l'in- vention, et que Lien que dans les deux réalisations qui ont été décrites à titre d'exemple, le carter scit utilisé comme réceptacle d'air de balayage, cela ne constitue pas une caracté- ristiqueessentiellee de 3'invention, qui peut être incorporée
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@ à tout dispositif connu pour obtenir une alimentation d'air ' ' de balayage .
Il est en outre évident que, bien.que dans les deux réali sations décrites de l'invention, l'air aspiré dans le carter, à l'arrière du piston, contient un mélange de combustible fourni par un dispositif de carburation (non représenté), l'invention peut également s'appliquer aux moteurs à deux temps à lumières commandées du type à injection de combustible, et qu'elle est d'une grande utilité aussi bien pour les moteurs à essence que pour les moteurs Diesel.