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.