CH139272A - Moteur à deux temps. - Google Patents

Moteur à deux temps.

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CH139272A
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Kadenacy Michel
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      bIoteur    à deux temps.    La présente     invention    a pour objet un  moteur à deux temps conçu de manière à  réaliser une grande simplicité de construc  tion, à supprimer tous les inconvénients in  hérents aux moteurs actuels à deux temps,  et à présenter au contraire tous les avantages  des moteurs à quatre temps sans     comporter-          aucun    des inconvénients     @à    ceux-ci, du fait,  en particulier, qu'il     permet    de réaliser un  gain de puissance et une économie de car  burant.  



  A cet effet, le cylindre a dans sa paroi  des lumières d'échappement latérales dispo  sées pour être alternativement masquées et  démasquées par le piston, tandis qu'un élé  ment de butée     fixe    est placé en face de ces  lumières, en dehors du cylindre, et qu'une  lame flexible, formant clapet, placée, ainsi  que ce qui constitue son siège, entre le cy  lindre et la butée, est adaptée pour être dé  placée en dedans contre son siège et en de  hors contré la butée sous la seule influence  de la poussée des gaz.    Le dessin ci-annexé représente, à titre       d'exemple,    plusieurs formes d'exécution de  l'objet de     l'invention.     



  La     fig.    1 est une coupe     verticale    d'une  forme d'exécution du moteur;  La     fig.    2 en est une coupe horizontale  suivant la ligne 2-2 de la     fig.    1;  La     fig.    3 est une vue analogue à la     fig.    1  concernant une autre forme     d'exécution;     La     fig.    4 est une coupe d'une troisième  forme d'exécution     constituée    par un moteur  à deux temps avec deux pistons;  La     fig.    5 montre, à plus grande échelle,  une coupe d'un détail;  La     fig.    6- est une coupe transversale d'un  clapet automatique.  



  Dans le cas des     fig.    1 et 2, 1 désigne le  cylindre muni d'ailettes de refroidissement 2  et renfermant un piston 3 relié à une bielle  4; l'admission des gaz carburés se fait par  un collecteur 5 relié au carburateur avec ou  sans     interposition    d'un clapet tel que celui  représenté à la     fig..5    et qui sera décrit plus      loin, ce collecteur 5     aboutissant    à des  lumières 6 qui débouchent- dans le cylindre.  



  Les produits de la combustion s'échap  pent du cylindre avec une grande vitesse à  travers une série de lumières 8, disposées sur  une partie de la périphérie du     cylindre,,    et  à travers un collecteur 7 à l'extrémité- duquel  se trouve monté un clapet     constitué    par une  série de lames métalliques souples et légères  9     (fig.    1 et 2). -Chacune de ces lames est  fixée en son milieu sur une cloison ajourée  10 solidaire des parois du collecteur 7 et       constituant    un siège.  



  .-Des pièces 11 en forme de portion d'an  neau et également ajourées sont fixées en  leur milieu à la cloison 10 de manière que  chacune d'elles recouvre une des lames 9 tout  en laissant à celle-ci une certaine liberté de  battement.  



  Lorsque les gaz frais, introduits dans le  cylindre par le collecteur -5 et- les lumières  6, ont été comprimés, le piston     â    arrivant à  son point mort haut, l'allumage du mélange  détonant comprimé est effectué de la manière  usuelle par la bogie 12 et l'explosion chasse  le piston qui découvre d'abord les lumières  8 pour permettre aux gaz     brûlés    de s'échap  per, puis découvre les lumières 6 d'admis  sion, le cycle se répétant continuellement.  



  Au moment de l'explosion, les gaz con  tenus dans la partie supérieure du cylindre       constituant    un corps visqueux qui reçoit un  mouvement de va-et-vient linéaire très ra  pide (environ 2000 à 5000     m/sec.    pour les  gaz carburés à l'essence de pétrole), ce corps  se décolle des parois et il rebondit contre la  culasse, le piston et les parois du cylindre  jusqu'à ce     qu'un    orifice de sortie se présente  à lui; à ce moment, il se précipite hors du  cylindre.

   Grâce à la disposition du clapet  9 qui oppose très peu de résistance à la sor  tie des gaz     brûlés    et leur interdit tout re  tour dans le cylindre après qu'ils se sont  heurtés, dans leur mouvement continuel de  rebondissement, contre une partie résistante  quelconque, telle que le pot d'échappement  ou l'atmosphère, on réalise dans le cylindre  une pression finale très réduite, qui peut         atteindre    pratiquement 0,1 à 0,5 d'atmosphère  absolu, suivant le réglage et la construction  du cylindre.  



  Cette pression finale de 0,1 à 0,5  d'atmosphère absolu correspond à la     quantité     de gaz qui ne s'est pas échappée du     çyliudre;     ce résidu peut provenir d'un retard dans la  fermeture du clapet; d'autre part, le corps  gazeux en se heurtant contre les rugosités et  les creux laisse dans l'intérieur du- cylindre  des parcelles de lui-même qui se détendent  et remplissent partiellement le cylindre après   la fermeture du clapet.  



  Ces gaz constituent ce qu'on appelle les  gaz résiduels, et l'espace compris entre le cy  lindre et le clapet 9 est prévu environ égal  au volume des gaz résiduels ramenés à la  pression atmosphérique.  



  Si cet espace qu'on     appelera    espace     "in-          termédiaire"    était sensiblement plus grand  que le volume des gaz résiduels, il se rem  plirait de gaz frais qui n'entreraient pas dans  le jeu utile de la cylindrée suivante et ils  seraient rejetés ou brûlés en pure perte. La  consommation     pratique    d'un tel moteur serait  trop forte.  



  Par contre, si cet espace     intermédiaire     était sensiblement- plus faible que le volume  des gaz résiduels, les gaz frais ne     remplî--          raient    pas la totalité du cylindre et le mo  teur, économique au point de vue de la con  sommation, ne fournirait pas la puissance       corespondant    à la cylindrée.  



  Cet espace     dépend    des     caractéristiques    de  la cylindrée, et son volume est     pratiquement     compris entre 0,5 et 0,1 de la cylindrée  totale. .  



  Le clapet 9 n'est pas précédé ni suivi  d'une canalisation tubulaire, car il s'y pro  duirait un mouvement de va-et-vient du  corps gazeux engendrant des chocs et des  vides qui troubleraient le     fonctionnement     utile du clapet; mais à la sortie de celui-ci  la force vive est amortie en faisant échapper  les gaz brûlés directement dans l'atmosphère,  ou dans une capacité large en tous sens, dont  le volume est notablement supérieur à celui  de la cylindrée. Dans     cette    capacité, la -'près-      Sion peut être supérieure à la pression     at-          mosphèrique    sans troubler le bon fonctionne  ment de la soupape ni du moteur.  



  Le clapet 9 peut battre     d'environ    1 milli  mètre entre le siège<B>10</B> et la butée 11.  



  La     fonme    en demi-cercle     idlu        .clapet    9 re  présenté a l'avantage de réduire l'encombre  ment et d'offrir un trajet très court pour  les gaz entre le cylindre et le clapet; de plus,  celui-ci est de construction simple. On peut  augmenter le nombre des rangées de lames  et, en les éloignant du centre du cylindre  sur un rayon plus grand, on arrive facile  ment à donner aux gaz qui s'échappent un  passage aussi grand qu'on le désire, celui-ci  étant fonction du périmètre des lames, at  tendu que la levée pratique de celle-ci doit se  maintenir aux environs de 1 mm.  



  Pour le bon fonctionnement du clapet au  moment de sa fermeture, les pièces<B>Il</B> sont  ajourées de manière que la face externe des  lames 9 présente un maximum de surface au  choc en retour de la masse     gazeuse,-    car ce  choc détermine la fermeture instantanée et  réduit au minimum les infiltrations, les  quelles seraient nuisibles au     fonctionnement     du moteur puisqu'elles augmenteraient la  masse des gaz résiduels.  



  Du fait que l'admission se produit dans  une dépression profonde, la gazéification des  liquides carburants est considérablement  améliorée. Le point critique de l'état liquide  (du carburant est     -dé-passé        -e        beaucoup    de  sorte qu'il se produit une sorte d'explosion  des     gouttelettes,    qui se transforment en va  peur non     saturée;

      il est bien entendu que la  chaleur et le brassage aident à la vaporisa  tion, mais leur influence est moindre que  celle du     vide.    Les gaz frais, à cause de la  grandeur de la dépression dans le cylindre,  entrent en une masse animée d'une très  grande vitesse, surtout au premier instant  de l'admission, quand les lumières 6 sont dé  couvertes.  



  Il est avantageux de placer dans le con  duit     d'admission.    un clapet de retenue le  plus près possible du cylindre et orienté de  manière à empêcher les gaz, après leur tasse-    ment dans le cylindre, de rebondir en arrière.  On capte ainsi dans le     cylindre:des    gaz à une  pression supérieure à celle de l'atmosphère  ou du milieu qui alimente ce cylindre; cette  pression est de l'ordre de 1,1 à 1,4 atmos  phère.  



  Un tel clapet est représenté sur la     fig.    5  clans laquelle la tubulure d'admission est  raccordée à la tubulure partant du carbura  teur (non représenté)- par une enveloppe en  deux parties 14 et 14a     constituant    le loge  ment du clapet; ces deux parties sont fixées  sur les tubulures et sur une pièce 15 ayant  par exemple la forme représentée.  



  La pièce 15 est percée d'un certain  nombre d'ouvertures pour le passage des gaz  qui sont dirigés vers elles par un déflec  teur 16 .  



  Le clapet est constitué par une pièce  métallique mince et élastique 17 découpée de  manière à constituer un cercle et munie de  bras intérieurs tels que celui indiqué en 1.7a  qui sont     figés    sur la pièce 15.  



  Dans     la,    face     @de    celle-ci,     opposée    à celle  portant le déflecteur 16, est encastré un  autre déflecteur 18 maintenu par un écrou 19  vissé sur une des extrémités dans le déflec  teur 16.  



  Le déflecteur 18 est muni de bras 21  dont un est représenté sur la figure et des  quels est solidaire un anneau perforé 22 for  mant butée pour le-clapet, cet anneau jouant  le même rôle que les pièces 11 ci-dessus.  



  Dans ce .moteur à.     :deux    temps, il appa  raît nettement un phénomène d'auto-allu  mage autre que l'auto-allumage bien connu  de fin de compression, avant l'explosion pro  voquée par l'allumage commandé.  



  Cet auto-allumage -est bien différent; il  se produit à l'instant même du commence  ment de l'admission et avant la fin de   celle-ci.    Les gaz qui entrent dans le cylindre     où     règne une grande dépression, arrivent sous  forme d'une masse compacte, ils forment pro  jectile, heurtent les parois et refoulent les  gaz raréfiés résiduels, qui     sont-alors    coin-      primés contre les parois du cylindre et contre  le piston ou la culasse.  



  Quand     rla    combustion de ces gaz rési  duels n'est pas terminée, ou quand il existe  des points incandescents dans le cylindre,  il se forme des foyers qui font exploser la  tête de la masse formée par les gaz frais qui  rentrent.     Cette        explosion    préalable     rejette     les gaz frais en arrière par les orifices  d'alimentation et -ce retour se traduit par  un fort crachement au carburateur, crache  ment qui peut     être    froid, chaud, et qui peut  même être une flamme, suivant l'intensité  du phénomène.

   En même temps, le     moteur     présente une marche saccadée, perd de sa  puissance, et quand le phénomène n'est pas  intense, il produit ce qu'on appelle le régime  à quatre temps des moteurs à deux temps.  



  La flamme de cet auto-allumage parasi  taire est très distincte de celle de l'échappe  ment; elle est d'un bleu blanchâtre, compa  rable à la couleur d'une décharge électrique  des bouteilles de Leyde.  



  Pour éviter cet auto-allumage des gaz       frais,    il faut que tout foyer capable de le  provoquer soit éteint avant leur entrée. En  conséquence, il faut:  Que l'explosion des gaz au moment pré  cis où se fait l'allumage brûle la charge to  tale, le mélange doit donc être bien dosé, la  chambre d'explosion doit être établie de  façon à présenter le moins possible d'angles  vifs, d'aspérités et de creux; la bougie d'al  lumage doit éclairer toute la masse gazeuse  comprimée, elle doit donc être placée autant  que possible près du centre de gravité du  volume de la chambre     d'explosion.     



       Cependant    le plus grand facteur     d'extinc-          tion    de ces foyers est le temps qui sépare la  fin de l'échappement du commencement de  l'admission. Ce temps utile varie pratique  ment suivant la construction de l'ensemble  de la cylindrée. Pour les régimes usuels de  3000 à 3500 tours à la minute, un décalage  de 10 à 50 degrés, entre le commencement  de l'échappement et le commencement de  de l'admission, est suffisant.    Plus la carburation est parfaite, plus  les parois du cylindre sont lisses et plus ce  temps de décalage pour une marche parfaite  du moteur peut être faible; mais pratique  ment     il    y a avantage à le tenir vers<B>30'</B> ou  davantage pour plus de sécurité.  



  Suivant la forme d'exécution représentée  à la     fig.    3, dans laquelle les mêmes chiffres  de référence représentent les mêmes organes  que précédemment, le cylindre 21 est refroidi  par une     circulation    d'eau et l'admission est  commandée au moyen     d'une    soupape 22 dis  posée à la partie supérieure et     actionnée    par  poussoir 23 et un culbuteur 24.  



  Dans la     disposition    de la     fig.    4, le cy  lindre 25 renferme deux pistons     3a    et     3b     se déplaçant en sens inverses et convenable  ment décalés l'un par rapport à l'autre pour  que le piston     3b    ait complètement fermé  l'échappement alors que les lumières d'ad  mission sont encore ouvertes.  



  La tubulure d'admission renferme un  clapet d'admission constitué -comme le clapet  d'échappement décrit ci-dessus et compre  nant deux lames 26, un siège ajouré 27 et une  pièce de butée 28. également ajourée.  



  Les     dispositions    suivant les     fig.    3 et 4  permettent de régler la distribution du gaz,  de manière que l'orifice d'échappement soit   fermé avant l'ouverture de l'admission       (fig.    3), ou que l'orifice d'échappement se  ferme avant la fin de l'admission     (fig.    4)  de sorte que l'admission se fait ou se ter  mine dans un récipient clos sans risque de  perte de gaz frais par la soupape. Cette dis  position permet d'employer, en plus de l'ali  mentation naturelle obtenue par     l'utilisation     des propriétés     dynamiques    des gaz au mo  ment de l'explosion, un mode mécanique       d'alimentation    avec -des gaz -carburés déjà  sous pression.

   Dans ce dernier cas,     .comme     l'orifice d'échappement est masqué par le pis  ton, la pression est -maintenue.  



  Le clapet d'admission     (fig.    4) permet  d'emmagasiner dans le cylindre des gaz car  burés à une pression plus forte que leur  pression primitive. Cela est dû, d'une part,  à la grande dépression qui règne dans le      cylindre au'     môment    de l'ouverture de l'ad  mission, et, d'autre part, à la vitesse d'en  trée très grande des gaz qui en résulte.  



  Bien que     @de        constructions        plus    compli  quées que la forme d'exécution des     fig.    1 et  2, celles des     fig.    3 et 4 sont cependant plus  avantageuses du fait que dans la première,  les gaz frais entrant avec une grande vitesse  dans le cylindre peuvent agir pour soulever  légèrement le clapet 9 d'échappement; de  sorte qu'une     forte        suralimentation    n'est pas  possible puisque la grande pression due au  choc des gaz frais provoquerait l'ouverture  dudit clapet.  



  Il doit être observé qu'en général, quelle  que soit la vitesse du moteur; la durée d'ou  verture des lumières d'échappement, par le  piston ou par le fourreau ou tout autre ob  turateur commandé, sera plus longue que la  durée du trajet aller et retour de la masse  gazeuse, sortie de ces lumières et revenant  vers le cylindre après avoir heurté la masse  extérieure ou un obstacle     quelconque.    Ce  n'est qu'à une certaine vitesse de régime  assez élevée que l'obturation des lumières par  les organes commandés aurait lieu assez tôt  pour s'opposer à toute rentrée des gaz  d'échappement dans le cylindre.  



  L'interposition du clapet automatique 9  sur le passage des gaz d'échappement a pour  effet de pallier à ce défaut de concordance  de temps entre les mouvements de la masse  gazeuse et ceux des organes obturateurs pour  toutes les vitesses différentes de ladite vi  tesse particulière, de sorte qu'elle permet de  maintenir un fonctionnement correct et un  bon rendement à tous les régimes du moteur.  



  En raison dudit manque de     concordance     de temps qui est rendu possible par le clapet  automatique., le présent moteur peut être dit  à fonctionnement asynchrone.  



  Il doit être entendu que     -ce    clapet, dont  la masse et la levée seront aussi faibles que  possible pour obéir instantanément au choc  de la masse gazeuse, pourra recevoir toute  forme lamellaire convenable. Tout en con  servant la disposition indiquée en coupe  transversale sur la     fig.    6, on peut donner en    effet à la lame métallique 9 une forme  quelconque, droite     cintrée,    circulaire, plate.  découpée en     spirale,        ,etc.    Bien     ;entendu,     dans chaque cas le siège 10 et la butée 11  auront une forme     corespondant    à celle de la  lame.  



  Un moteur à deux temps établi suivant  ce qui a été exposé ci-dessus pourra rempla  cer très avantageusement les moteurs à deux  temps connus, puisque le carter ne sert plus  d'organe     précompresseur    et qu'il     n'est    par  suite plus nécessaire d'assurer une étanchéité  de manière aussi rigoureuse et aussi puisque  la carburation est parfaite, la     vaporisation     étant rendue intense par la dépression qui  règne dans le cylindre au moment de l'ad  mission.

      De plus, les moteurs actuels à deux  temps sont difficilement applicables aux voi  tures automobiles du fait du cloisonnage  nécessaire du     .carter    par lequel se fait     l%li-          mentation;    d'autre part, le compresseur cons  titue une complication et dans les deux cas,  la consommation est exagérée .bien que la  supériorité des moteurs à deux temps soit in  contestable;     l'adoption    du moteur suivant  l'invention permet de remédier de manière  très simple à tous ces inconvénients.  



  D'ailleurs l'invention est applicable à des  moteurs d'un nombre quelconque de cy  lindres et de dimensions quelconques.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Moteur à explosion à deux temps, carac térisé en ce que le cylindre a dans sa paroi des lumières d'échappement latérales, dispo sées pour être alternativement masquées et démasquées par le piston, tandis qu'un élé ment de butée fixe est placé en face de ces lumières, en dehors du cylindre; et qu'une lame flexible, formant clapet, placée, ainsi que ce qui constitue son siège, entre le cy lindre et la butée, est adaptée pour être dé placée en dedans contre son siège-et en de dans contre la butée sous la seule influence de la poussée des gaz.
    SOUS-REVENDICATIONS: 1 Moteur suivant la revendication, carac térisé en ce qu'un collecteur d'échappement est en communication avec les lumières d'échappement et que l'élément de butée est en forme de grille semi-circulaire. 2 Moteur suivant la revendication, carac térisé en ce qu'un clapet de retenue com portant une lame flexible - et légère est placé dans le conduit d'admission.
CH139272D 1928-03-23 1929-03-21 Moteur à deux temps. CH139272A (fr)

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