Moteur à cylindres rotatifs. La. présente invention a pour objet un moteur à cylindres rotatifs pouvant fonction ner comme moteur à explosion, comme mo teur à vapeur, à gaz, à air comprimé, ete. (_'e moteur comprend des chambres de travail (auxquelles on donnera ci-après le nom de cylindres pour la commodité- de l'exposé) disposées en forme de couronne et des pis tons qui ne peuvent se déplacer que clans le sens de rotation du moteur.
Dans l'exemple d'exécution de l'invention qui va être décrit et que montrent les des sins, on a supposé que l'invention était ap pliquée au cas d'un moteur à explosion dans lequel les cylindres jouent le rôle de volant.
Le nombre des cylindres peut évidem ment varier. Il dépend notamment de la course donnée aux pistons et du diamètre de l'ensemble.
Le moteur faisant l'objet de l'invention permet d'obtenir un nombre d'explosions par tour qui peut être supérieur à celui que don nent les moteurs connus; en raison de sa construction même, l'effort engendré par l'explosion est utilisé en entier et cet effort s'exerce dans des conditions ayant pour effet de supprimer complètement ou presque com plètement les efforts de déformation; enfin, le moteur ne comporte ni bielle, ni manivelle, ni vilebrequin servant à la transmission de l'effort moteur.
Sur les dessins annexés, on a représenté d'une manière schématique et, à titre d'exem ple seulement, une forme d'exécution de l'ob jet de l'invention appliquée au cas d'un mo teur à explosion.
La fig. 1 montre le moteur représenté, en vue extérieure avec coupe partielle, par I-1 de la fig. 2 (moitié supérieure gauche de la fig. 1) et par II II de la fig. 2 (moi tié supérieure droite de la fig. 1); La fig. 2 montre le même moteur vu en coupe par III-III de la fig. 1 (pour la moi tié supérieure) et par IV-IV de la même figure (pour la moitié inférieure); Les fig. 3 et 4 sont des schémas montrant la distribution d'un des cylindres du moteur;
Les fig. 5 à 16 montrent schématiquement les positions relatives successives des cylin dres et des pistons.
Dans la forme d'exécution de l'invention que montrent les dessins, on. a supposé que le moteur comportait un dispositif de distribu tion circulaire permettant de supprimer le soupapes et, par conséquent, tous les disposi tifs accessoires auxquels donne lieu l'emploi desdites soupapes (ressorts, poussoirs, came, engrenages de commande, etc.), mais il va sans dire que l'invention serait également applicable au cas d'un moteur à soupapes.
Comme on le voit sur les dessins, le mo teur comprend des cylindres 1 et des pistons 2. Les cylindres 1 sont disposés suivant iiiw circonférence (fi-. 2) et calés sur un arbre 3 tournant dans les paliers d'un bâti 4. Sous l'effet des explosions, les cylindres sont aiïi- inés d'un mouvement continu de rotation.
Leur masse forme volant et contribue, par son inertie, à entretenir la régularité du mo;_- vement. Les cylindres peuvent être munis d'ai lettes pour assurer le refroidissement par l'air, mais on pourrait aussi prévoir nu refroidissement par eau.
Dans le cas du refroidissement par l'air, le moteur peut être muni d'une ou de plusieurs tur bines ou ventilateurs latéraux, le rotor étant constitué par les cylindres eux-mêmes et le stator par une enveloppe fixe. On pour rait aussi disposer une seule turbine à la pé riphérie du moteur. Dans le même ordre ,l'idées, la forme des ailettes et leur disposi tion peuvent être convenablement détermi nées pour assurer une circulation efficace de l'air autour des cylindres.
Des cylindres sont solidaires un ou plu- .sieurs pignons 5 montés fous sur leurs axes et engrenant avec une roue 6 solidaire de la partie fixe.
Les pistons 2 sont portés par des bras 7 (on par des plateaux largement ajourés) mon tés sur le bâti par l'intermédiaire d'un dis positif d'encliquetage approprié formant roue libre. Cet encliquetage peut être, par exemple, du genre Dobo (comme l'indique en 8 la fig. 2) ou bien être constitué par un ou plusieurs cliquets d'arrêt 9 coopérant avec des crans 10 ménagés dans la couronne cen trale 11. quel due soit le dispositif d'encli- quetage adopté, il doit être organisé de iii:
@- nière à perlnetire le mouvement des piston; dans le sens de la marche du moteur et ii s'opposer à leur déplacement en sens inverse.
Les pignons à qui sont entraînés par l(-. cylindres dans leur mouvement de rotation et qui roulent sur la roue dentée 6 :ont re liés, par exemple au moyen d'un plateau manivelle 12 et d'une bielle 13,à un point d'attache .14. sur les bras 7 solidaires des pistons. Ainsi qu'on le voit sur le dessin, la partie active de cette bielle est de longueur variable.
La distribution est assurée de la manière suivante: les cylindres sont percés d'ouver tures<B>15</B> qui, pendant, la marche du moteur. viennent coïii;-id(-r avc r di-s ouvertures 16, 17 et 18 convenablement inéna-,ées clans le corps du distributeur qui fait partie intégrante du bâti.
Ces ouvertures 1.8, 16 et<B>17</B> correspon dent aux temps d'aspiration, d'échappement et d'allumage.
La. distribution pourrait être assurées également par un tiroir circulaire 19 coulis sant sur le distributi#ar: suivant la position qu'il occupe, ce tiroir obstrue partielleineni ou complètement les; ouvertures précitées et laisse en fonctionnement un olt plusieurs cy lindres. Ce tiroir peut comporter un disposi tif pour le rattrapage automatique du jeu.
En commandant le tiroir en question par des cames, excentrique. ou engrenage, on peut lie faire découvrir les ouvertures qu'après un nombre de tours déterminé au préalable.
Les ouvertures du distributeur comminii- quent par l'intérieur du bâti, soit avec les tuyauteries de gaz, soit avec le pot d'échap pement, soit avec les chambre: dans les quelles sont montées les bougies d'allumage.
On peut utiliser, pour l'allumage, iinF magnéto d'un type connu quelconque, mai. il est particulièrement avantageux de combiner avec ce moteur tan dispositif de --énérateasr de courant comprenant des aimants disposés en couronne sur le volant et entraînés par celui-ci dans son mouvement de rotation -n regard d'un ,jeu de bobines fixe:. Ce dis- positif est schématiquement indiqué en ?U sur la fig. 1.
Il va sans dire que ce moteur pourrait comporter une distribution par soupapes et plusieurs bougies par cylindre.
Le moteur qui vient d'être décrit fonc tionne de la manière suivante: Chacun des cylindres est alternativement compresseur ou moteur, comme dans un mo teur à explosion de construction connue. Les schémas des fig. 5 à 16 montrent les posi tions successives occupées par les cylindres et par les pistons pendant le fonctionnement du moteur, lorsque chaque cylindre est alter nativement compresseur et moteur. Sur ces schémas, la, lb, le et la désignent les divers cylindres; ?a, 2b, ?cet _)a désignent les pis tons correspondants. Les temps du cycle sont indiqués par .4 (aspiration), C (compression), D (détente), E (échappement).
Au moment où un piston est à fond de course, un certain espace doit être ménagé entre la face du piston et le fond du cylindre pour permettre la compression des gaz. Ainsi qu'il a été expliqué plus haut, le-piston ne peut pas revenir en arrière; par suite, lors que l'explosion a lieu, le piston restant im mobile, le fond de cylindre se trouve chassé par l'effet de l'explosion et communique ainsi aux cylindres un mouvement continu de rotation; ce mouvement est, entretenu et régularisé par la, masse même des cylindres.
Pendant ce mouvement des cylindres, le pignon 5, entraîné par les cylindres dans leur mouvement de rotation tourne autour de l'engrenage fixe 6 en roulant sur lui. Le point d'articulation 21 de la bielle 13 avec le plateau manivelle 12 décrit une courbe épicycloïdale; la variation de longueur de la partie active de la bielle 13 permet de rat- trapper l'écart entre la partie des courbes épicycloïdales successives, qui se croisent à leurs parties inférieures de manière à former une boucle.
Après un demi-tour du pignon 5, la dé tente des gaz est terminée (fig. 6); à ce mo ment, l'ouverture d'échappement 16 est dé masquée. Le cylindre la continuant sa rota- Lion, le pignon 5 entraîne, par l'intermédiairc- de la bielle 18 et du plateau-manivelle 1?, le support 7 des pistons; le piston se trouve alors animé d'un mouvement différentiel; e:-. d'autres termes, sa course devient égale à 1: course des cylindres augmentée de la course due au mouvement du pignon 5.
Ce déplace ment a pour effet de ramener le piston à fond de course et pendant ce mouvement du piston l'évacuation des gaz brûlés est pro duite (fig. 7). A ce moment, le piston s'im mobilise à nouveau et un nouveau temps semblable recommence: l'ouverture d'aspira tion 18 est démasquée et le mélange frais est aspiré dans le cylindre (fig. 8). Le mouve ment suivant du piston produit la compres sion; lorsque celle-ci a atteint le taux voulu, . l'orifice d'allumage 17 est démasqué (fi-. 9) et l'explosion a lieu.
On se trouve à ce moment dans le même état qu'au début de l'exposé et le cycle re commence (fig. 5 à 16).
Comme on peut le voir par l'examen des schémas des fig. 9 à 16, on obtient, avec ce moteur, pour un rapport approprié entre les nombres des dents respectives des roues 5 el 6 douze explosions par tour.
Le moteur qui fait l'objet de l'invention comporte un autre mode de réalisation non montré sur le dessin et dans lequel certain des cylindres peuvent être affectés à la fonc tion. motrice, alors que les autres cylindres sont uniquement utilisés comme compresseurs à gaz. A titre d'exemple, on peut concevoir un type de moteur dont un cylindre sur deux est réservé pour la compression du mélange détonnant.
Ce mode de fonctionnement offre l'avantage d'assurer dans les meilleures con ditions le remplissage de la cylindrée, grâce au fait que les gaz aspirés se trouvent tou jours au contact de parois froides, tandis que dans un moteur dont les cylindres sont alter nativement compresseurs et moteurs, les gaz aspirés se trouvent au contact de parois chaudes, ce qui provoque une dilatation nui sible au bon remplissage de la cylindrée.
Lorsque le moteur fonctionne de cette manière, les pistons viennent, à fond de coure, en contact avec les fonds de cylin dres; en d'autres termes, les espaces nuisibh sont complètement supprimés. Les deux .ii s- tons d'un groupe de cylindres compresseur- nicteur sont décalés, par rapport à la marche normale du moteur, de façon que le piton moteur étant à fond de course, le piton com- presseur ait terminé sa compression.
Lors que dans son mouvement le fond du cylindre moteur a laissé derrière lui (c'est-à-dire en tre ledit fond et le piston) un volume égal à la. cylindrée choisie, le piston compresseur est venu se placer à fond de course; comme le dispositif ne comporte pas d'espace nui sible, par construction, il en résulte que dans son mouvement le piston compresseur a chassé devant lui la totalité du gaz com primé; ce gaz s'est trouvé refoulé dan: le cylindre moteur dont le remplissage total est .ainsi assuré. Dans le moteur envisagé la dis tribution et la liaison entre le cylindre mo teur et le cylindre compresseur peuvent être modifiées en conséquence.
Les différentes forme d'exécution décrite: du moteur offrent les avantages suivants: Par suite de la disposition des cylindres de l'immobilisation des piston au moment de l'explosion et de la suppression des organes ordinaires de transformation du mouvement rectiligne alternatif du piston en mouvement. circulaire du vilebrequin, l'effort engrendré par l'explosion est appliqué intégralement et il exerce toujours son action tangentiellement.
La suppression des organes habituels de transformation du mouvement rectiligne en mouvement circulaire entraîne également la<B>,</B> suppression des efforts de déformation que l'on constate dans les moteurs ordinaires et qui s'exercent notamment sur les segments. sur les cylindres, sur les pieds de bielles, les: .axes de maneton et les vilebrequins; il en résulte la possibilité de supprimer les seg ments des pistons et, par voie de conséquence, de donner si on le désire aux cylindres une section quadrangulaire qui peut, dans certains cas, offrir de réels avantages:
dans cette construction, l'étanchéité des pistons est ob- tuiüie d'une n lanière eltrêt1ienient simple e1- p@,irtanl: très efficace en ménageant d(- niul- tiples gorges de faible section sur la surface e_\,terne de-s; pistons.
Dans ce moteur, les bielles et manivelle que comporte le mécanisme ne supportent qae l'effort dît ;i la ('ompression.
Le rendement de ce moteur est supérieur à celui d'un moteur ordinaire grâce à, la, sup pression de nombreux organes en mouvement et également à la suppression des frottemenis a uxquels donnf@nt lieu lesdits organes:
le couple moteur a une valeur maximum puisque l'effort d'application reste toujours égal à l'effort d'explosion et qu'il s'exerce à l'extrémité d'un bras de levier de longueur constante, bras de levier représenté par la distance du centre de chaque fond de cylindre à l'axe du moteur et jouant le rôle de la manivelle d'un moteur ordinaire.
Grâce à, la particularité qui vient d'être signalée, la puissance massique du moteur faisant. l'objet de la présente invention est notablement plus élevée que celle d'un mo teur ordinaire de même cylindrée totale: ainsi qu'il a été dit, le nombre d'explosion,: par cylindre et par tour est particulièrement élevé, ce qui a pour effet de donner au mo teur une rema,rqiiable souplesse.
L'effet d'inertie des cylindres est directe ment utilisé pour entretenir et pour régulari ser le mouvement du moteur.
Il est bien entendu due le mode d'exécu tion qui vient d'être décrit n'a été donné qu'à titre d'exemple et que l'on pourrait, sans mo difier l'économie de l'invention apporter cle changements à divers détails de réalisation. C'est ainsi notamment qu'on pourrait rem placer le système d'encliquetage prévu pour immobiliser les pistons pendant un certain temps et le mécanisme servant à ramener en suite lesdits pistons, par tous autres disposi tifs produisant le même effet et notamment par un système d'engrenages différentiels.
On pourrait également. pour améliorer le., condïtions de fonctionnement à. grande vi tesse du moteur en assurant un meilleur rem- plissage de la cylindrée, conjuguer cieux cy lindres dont l'un serait compresseur et l'au tre moteur et en donnant au piston du cylin dre compresseur une course supérieure à celle du piston du cylindre moteur, provoquer, lorsque le cylindre moteur a reçu sa charge complète de gaz au taux de compression choisi, le refoulement du gaz comprimé en excès dans celui des cylindres qui est à ce moment à l'aspiration;
ce résultat pourrait être obtenu d'une manière très simple en montant, sur le conduit reliant les deux cy lindres précités, une valve jouant en quelque sorte le rôle de valve de trop plein et livrant passage au gaz comprimé.