Moteur à explosion à deux temps pourvu d'une turbine utilisant l'énergie des gaz d'échappement. L'objet de l'invention est un moteur à explosion à deux temps pourvu d'une turbine utilisant l'énergie des gaz d'échappement.
Ce moteur est caractérisé par un arbre creux formant cylindre pour deux pistons opposés dont les déplacements, de part et d'autre d'une chambre de combustion com prise entre eux, sont transformés en mouve ment de rotation continu de l'arbre, des pis tons, ainsi que d'un volant solidaire de l'arbre et pourvu de tuyères convergentes-divergentes disposées de façon qu'au cours du cycle le volant fonctionne d'abord comme turbine uti lisant l'énergie des gaz d'échappement et ensuite comme aspirateur des gaz résiduels restant dans le cylindre et ensuite comme aspirateur d'air destiné à refroidir les tuyères.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi que des variantes de détail.
La fig. 1 est une coupe longitudinale du moteur selon la première forme d'exécution, dont la fig. 2 représente une coupe par II-II de la fig. 1 et la fig. 3 une coupe par III-III de l'un des pistons de la fig. 4 qui est une coupe semblable à celle de la fig. 1, les deux pistons opposés étant dans une autre position.; La fig. 5 est une coupe transversale par V-V de la fig. 1, une partie du bâti du mo teur étant enlevée, de manière à laisser voir le volant, dont une partie arrachée représente également une coupe permettant de voir plus en détail le profil des tuyères convergentes- divergentes d'échappement;
La fig. 6 est une vue perspective destinée à illustrer la transformation du mouvement de va-et-vient des pistons en mouvement de rotation continu; La fig. 7 est un diagramme se rappor tant à la première forme d'exécution et repré sentant les diverses phases d'un cycle com plet, c'est-à-dire d'un demi-tour de l'arbre; La fig. 8 représente le turbocompresseur d'une variante de la forme d'exécution selon les fi-. 1 à 7; La fig. 9 est une coupe longitudinale de la partie rotative d'un moteur selon la seconde forme d'exécution, la fig. 10 étant une demi-coupe par X-X de la fig. 9;
La fig. 1l est également. une coupe longi tudinale de la partie rotative du moteur, mais se rapporte à une troisième forme d'exécu tion, dans laquelle la distribution se fait par des chemises représentées en détail aux fig. 12 à l5, la fig. 14 étant une coupe par XIV-XIV de la fig. 12, et la fig. 15 une coupe par XV-XV de la fig. 13; La fig. 16 est un diagramme se rap portant à la forme d'exécution de la fig. 11 et montrant les positions relatives des pistons; des chemises et des lumières découvertes par ces dernières au cours d'un cycle complet, soit également d'un demi-tour de l'arbre;
Les fig. 17 à 24 montrent diverses ma nières de réaliser des axes par l'intermédiaire desquels les pistons des trois formes d'exécu tion représentées prennent appui dans des rai nures des alésages, afin de transformer leur mouvement de va-et-vient en mouvement de rotation continu. La fig. 18 est une coupe longitudinale de l'axe de la fig. 17, dont la fig. 19 représente une vue en bout. La fig. 20 est une vue d'un autre axe, dont la fig. 21 représente une coupe par XXI-XXI. Enfin, les fig. 22 à 24 sont une coupe longitudi nale, une vue extérieure et une coupe par XXIV-XXIV de la fig. 22 d'une troisième variante.
Le moteur selon la première forme d'exé cution (fig. 1 à 6) comporte un arbre creux 1 formant cylindre pour deux pistons opposés 2, 3, cet arbre tournant dans des paliers à aiguilles 4, 5, montés dans des alésages de deux coquilles 6, 7 constituant le bâti du mo teur. Un volant 8, en une pièce avec l'arbre 1 et formant avec celui-ci le rotor- du moteur, tourne dans une enveloppe en forme de spi rale constituée par moitié par des prolonge ments des deux coquilles 6 et 7. Cette enve loppe délimite un canal d'échappement en forme de spirale 9 se terminant par une tubu lure d'échappement 10 des gaz de combustion.
Dans la paroi de l'alésage présentant les paliers de chaque coquille 6, 7 est ménagée une rainure 11, respectivement 12, le dévelop pement sur un plan de cette rainure étant en partie sinusoïdale, en partie droit. Par l'in termédiaire de ces rainures, les pistons 2 et 3 pourront. transformer leur mouvement de va- et-vient en un mouvement de rotation continu de l'arbre, de son volant et d'eux-mêmes con formément à ce qui va être expliqué plus loin.
La chambre de combustion se trouve en 13, entre les deux pistons. En sa partie mé diane se trouvent les bougies d'allumage 14, ici au nombre de deux, diamétralement op posées.
L'admission du mélange air-carburant se fait en arrière du piston 2, à partir d'un car burateur 15 fixé à la coquille 6 du bâti, et à travers les aubes 16 d'un turbocompresseur 17 tournant avec- l'arbre 1 et situé à l'extré mité considérée de celui-ci.
L'échappement des gaz brûlés se fait par le canal en forme de spirale 9 auquel ils par viennent par les tuyères convergentes-diver- gentes 18 du volant 8.
Enfin, en arrière du piston 3, à l'extré mité de l'arbre 1 opposée au turbocompres seur 17, se trouve un plateau d'accouplement 19, dont un canal intérieur 20 livre passage à de l'air de balayage et de réfrigération des tuyères convergentes-divergentes d'échappe ment du volant. D'autres moyens de refroi dissement du moteur sont encore prévus, qui seront décrits plus loin.
Voici tout d'abord comment s'opère la transformation du mouvement de translation des pistons en mouvement de rotation continu au moyen des rainures<B>Il</B> et 12 des alésages du bâti: Chaque piston est traversé par un axe 21, respectivement 22, passant au travers de la paroi de l'arbre 1 et s'engageant par ses deux extrémités, le. premier dans la rainure 11, le second dans la rainure 12. La traversée de la paroi de l'arbre 1 se fait par l'intermédiaire de fentes longitudinales 23, respectivement 24.
De ce fait, les deux axes peuvent se mou voir longitudinalement, en égard à l'arbre 1, mais ne peuvent se déplacer angulairement par rapport à ce dernier, qui est, par consé quent, obligé de participer à leur mouvement de rotation. Ceci est plus particulièrement illustré par la fig. 6 du dessin, qui montre clairement, étant donné cette disposition, comment le mouvement de va-et-vient des extrémités des axes engagées dans les rai nures oblige ces extrémités à se déplacer an- gulairement, en déplaçant à son tour l'arbre 1.
La forme adoptée pour les rainures fera encore l'objet d'une explication plus détaillée. Voici maintenant le chemin suivi en cours de fonctionnement par les gaz et par l'air de balayage: Du carburateur 15, le mélange air-carbu rant est forcé par les aubes 16 du turbocom presseur 17 dans une série de canaux longitu dinaux 25 percés dans la parai de l'arbre 1 et aboutissant à des lumières 26 susceptibles d'être obturées ou découvertes par le piston 2.
De la chambre de combustion 13 dans la quelle ces lumières débouchent, les gaz peu vent s'échapper par d'autres lumières 27 se continuant par les tuyères convergentes- divergentes 18 du volant 8, pour aboutir enfin au canal d'échappement 9 et, de là, à la tubulure d'échappement 10.
L'air de balayage et de réfrigération des tuyères convergentes-divergentes passe par le canal intérieur 20 du plateau d'accouplement 19, traverse les espaces 28 (fig. 4) laissés de part et d'autre de l'axe 22 du piston 3, pénè tre dans l'intérieur de ce piston et s'échappe enfin par les tuyères 18 du volant, pour autant que des lumières 29 du piston considéré coïncident avec les lumières d'accès auxdites tuyères. La coupe du piston 3 représentée à la fig. 3 illustre la distribution des lumières 29 sur le pourtour de sa paroi et le renforce ment de celle-ci au moyen de nervures inté rieures 30.
Les axes 21 et 22 des pistons ont été des sinés avec un décalage de 90 (fig. 1 et 4), ceci pour permettre d'en représenter un en bout, l'autre en vue latérale, mais en réalité ce décalage n'existe pas, la position des rai nures 11 et 12 étant celle représentée au dia- gramme de la fig. 7, dont la courbe de gauche reproduit le développement de la moitié de la rainure 11 et celle de droite celui de la moitié de la rainure 12.
Ce diagramme correspond donc à un demi-tour de l'arbre, soit au développement d'un arc de 180 : pour se rendre compte de ce qui se passe durant un tour complet de l'arbre, il suffirait de placer un second dia gramme identique à la suite de celui-ci.
Chaque moitié de rainure se compose, lorsqu'elle est développée, de deux portions de sinusoïde réunies. entre elles par une partie droite qui leur est tangente. Les portions de sinusoïde appartiennent à deux sinusoïdes de caractère différent, tant en ce qui concerne leur amplitude que l'arc embrassé par une période.
L'une de ces sinusoïdes, appelée par la suite grande sinusoïde, aura par exemple une amplitude de 50 mm et sa période occuperait un arc de 272 .
L'autre sinusoïde, appelée par la suite petite sinusoïde, aura une amplitude corres pondante de 38 mm et une période n'occupant qu'un arc de 248 .
Le développement de chaque moitié de rainure comprend, réunis par la partie droite, un peu plus d'un quart de période de la grande et un peu moins d'un quart de période de la petite sinusoïde.
Dans la position correspondant à l'origine de l'arc de 180 considéré, en. A (fig. 7), les deux pistons 2 et 3 occupent simultanément leur point mort intérieur, le volume de la chambre d'explosion 13 est minimum.
Durant les premiers 180 de rotation- de l'arbre 1, à partir de cette position, l'axe 21 du piston 2, supposé reporté en 21', parcourt, guidé par la rainure 11, environ un quart de période de la petite sinusoïde jusqu'au point B de tangence de la portion "droite" de la rainure. Suivant cette portion "droite" de B à C, il rejoint la grande sinusoïde juste avant de passer par le point mort extérieur du pis ton 2.,
puis il ramène celui-ci à son point mort intérieur en suivant un quart de période de ladite grande sinusoïde, se terminant au 180me degré, en A. De là, les mêmes opéra tions recommencent. Le point B se trouve entre 58 et 59 depuis l'origine, le point C aux environs de 108 et le point mort exté rieur du piston 2 à 112 .
Pendant ce temps, l'axe 22 du piston 3, supposé reporté en 22', parcourt la rainure 12 de forme identique mais inversée, en égard à la rainure 11. Cela reviendrait donc à parcou rir cette dernière dans l'ordre A-C-B-A. En effet, à partir de la position initiale con sidérée, l'axe parcourra d'abord un quart de période de la grande sinusoïde jusqu'au point mort extérieur du piston 3, situé au 68me degré puis, dépassant ce point, il s'introduit en C dans la partie "droite" C-B commen çant aux environs du 72me degré et se ter minant entre 121 et 122 . De B à A enfin, une portion de la petite sinusoïde d'un peu moins qu'un quart de période se terminant au 180me degré, ramènera le piston 3 à son point mort intérieur en même temps que le piston 2 arrive au sien.
Il est évident que les nombres de degrés indiqués ci-dessus ne sont qu'un exemple ap proximatif, ces valeurs n'étant pratiquement jamais des nombres entiers et pouvant diffé rer d'une construction à l'autre dans une large mesure.
Voici enfin comment le cycle à deux temps se répartit sur un demi-tour d'arbre, tel que représenté au diagramme de la fig. 7: Le mélange air-carburant étant supposé introduit dans la chambre de combustion 13, il se trouve à son maximum de compression pour la position initiale considérée où les deux pistons 2 et 3 occupent simultanément leur point mort intérieur. A ce moment, les bougies 14 enflamment le mélange. Le dia gramme débute donc par l'explosion en fin de compression, position désignée par la lettre G.
Un déplacement des deux pistons, corres pondant à un déplacement le long d'une por tion de la petite sinusoïde pour l'axe 21 du piston 2 et de la grande sinusoïde pour l'axe 22 du piston 3, écarte ceux-ci et les amène à la position H correspondant au voisinage du point B de la rainure 11. Ce déplacement correspond à la détente, durant laquelle l'énergie développée se transforme en mouve ment de rotation continu, conformément à ce que représente la vue perspective de la fig. 6, qui explique clairement cette transformation.
dans le cas de l'axe 21 et de la rainure 11, En H, le piston 3 commence à découvrir les lumières d'échappement 27 conduisant aux tuyères du volant, le maximum d'ouverture de ces lumières étant atteint en I, soit au point mort extérieur du piston 3, peu avant la position correspondant au point C de la rainure 12, et au 68me degré de rotation de l'arbre 1 à partir de la position initiale con sidérée.
Les tuyères du volant ont pour fonction: <B>10</B> D'offrir une issue aux gaz encore sous pression et d'en permettre la détente complète en récupérant, par une action de turbine, l'énergie qu'ils pourraient encore contenir; 20 D'aspirer ensuite les gaz restants et de créer un vide relatif dans le cylindre; 30 D'aspirer de l'air pour refroidir les tuyères.
L'échappement se prolonge jusqu'au delà de la position représentée en K, et ne se ter mine qu'en celle représentée<I>en L,</I> lorsque le piston 3 obture à nouveau les lumières 27.
La position représentée en K correspond au début de l'admission, c'est-à-dire au mo ment où le piston 2 commence à découvrir les lumières 26 et permet au mélange air-carbu- rant d'être introduit dans la chambre de com bustion 13 autant du fait de leur pression due au turbocompresseur qu'au fait du vide re latif régnant dans cette chambre.
Entre les positions représentées en K et<I>L,</I> tant les lumières d'admission que celles d'échappe ment sont plus ou moins découvertes, de sorte que le mélange frais introduit dans la cham bre de combustion par le turbocompresseur chasse devant lui les gaz de combustion qui. aspirés par les tuyères du volant, aspirent à leur tour le mélange frais derrière eux. Les effets de compression du turbocompresseur et d'aspiration du volant s'ajoutent donc et le balayage de la chambre de combustion par le mélange air-carburant est parfait. Les têtes des pistons sont conformées de façon à former déflecteur afin de faire dévier les gaz et, par là, contribuer à rendre le balayage très effi cace.
L'ouverture simultanée des lumières d'as piration et d'échappement n'a rien d'absolu et pourra, suivant les expériences faites, être conservée, augmentée ou supprimée, de façon qu'il n'y ait aucune perte de gaz frais par l'échappement.
De L à M, l'admission continue, devenant maximum en M, à l'endroit du point mort extérieur du piston 2, peu après la position des pistons correspondant au point C de la rainure 11 ou encore au 112me degré de rota tion de l'arbre 1 à partir de la position ini tiale.
Ensuite, le piston 2 se rapproche à nou veau du piston 3, recouvre les lumières d'ad mission à partir de la position représentée en N, qui marque le début de la compression, et jusqu'à la position représentée en 0 qui en marque la fin, en même temps que l'allumage, l'explosion et le début de la détente.
Il est à remarquer que les deux déplace ments des pistons correspondant à la trans mission d'un effort relativement 'grand, soit des pistons à l'arbre durant la détente entre les positions représentées en<I>G et H,</I> soit de l'arbre aux pistons durant la compression entre les positions représentées en N et 0, s'effectuent pendant que les axes 21 et 22 des pistons suivent des portions de sinusoïdes.
En intercalant des parties "droites" entre les portions de sinusoïdes, on arrive en outre à ce que chacun des deux pistons ne parcourt qu'un chemin relativement petit, pendant que l'autre découvre et recouvre les lumières qui en dépendent, de sorte que la cylindrée effec tive ne diffère que peu de la cylindrée appa rente.
Il est toutefois évident que d'autres com binaisons, probablement moins avantageuses, peuvent être réalisées. On peut, en particulier, utiliser la parabole au lieu de la sinusoïde, mais au détriment d'une marche sans heurts. En modifiant enfin les caractéristiques des deux sinusoïdes choisies, on peut par exemple allonger la course ou obtenir des temps d'admission, d'échappement, de détente ou de compression plus ou moins longs.
Pour le balayage et la réfrigération des tuyères du volant, on a prévu dans le piston 3 des lumières 29 qui, à un moment donné, coïncident avec les lumières d'échappement 27.A partir de la position représentée en M, les lumières 29 du piston 3 permettent à de l'air frais d'être aspiré par le volant au tra vers dudit piston, de la partie de l'arbre situé en arrière de celui-ci et du plateau d'accou plement percé. Cette circulation d'air frais, commencée en fin d'admission, se prolonge durant toute la compression et au delà de la position représentée en G, soit pendant pres que toute la détente qui fait suite à cette position.
En plus de la circulation d'air frais que l'on vient de décrire, d'autres moyens de re froidissement du moteur sont encore prévus: Concentriquement à l'alésage, côté carbu rateur, la coquille 6 est percée d'une série de canaux longitudinaux 31 débouchant en re gard d'ailettes 32 de l'arbre 1. Ces ailettes se prolongent en 33 (fig. 5) sur le flanc du vo lant, lequel es@ au surplus muni d'ailettes intermédiaires 34.
Les prolongations d'ai lettes 33 et les ailettes intermédiaires 34 aboutissent au canal d'échappement spira- loïde 9, dans lequel l'air aspiré par les canaux longitudinaux 31 est chassé après avoir léché les ailettes -32, leurs prolongations 33, les ailettes 34 et le flanc correspondant du vo lant. L'autre flanc du volant est également muni d'ailettes 35, semblables aux ailettes 33 et 34 et qui aspirent de l'air au travers de canaux longitudinaux 36 disposés concentri- quement autour de l'alésage que comporte la coquille 7.
Pour des raisons d'équilibre méca nique et thermique et de symétrie, les canaux longitudinaux 36 convergent vers le centre du volant afin que l'on puisse donner aux ailettes 35 une longueur approximativement égale à celle des ailettes 34. L'air aspiré par l'ensemble de ce dispositif sert non seulement au refroidissement par l'extérieur de l'arbre et du volant, mais s'ajoute tantôt aux gaz d'échappement, tantôt à l'air de balayage des tuyères, pour com pléter encore le balayage et le refroidissement des conduits d'échappement du moteur fai sant suite au volant.
Des ailettes 71 et 72 des deux coquilles contribuent également au refroidissement du bâti du moteur, en particulier du canal d'échappement en forme de spirale, ces ai lettes s'étendant sur les faces extérieures de ce canal.
Enfin, l'allumage se produit par le pas sage très près et sans contact des têtes métal liques 37 des bougies 14 en regard de pièces conductrices 38 disposées sur des blocs isolants 39 et mises périodiquement sous tension par l'intermédiaire d'un rupteur 40. Le passage du courant a lieu par une étincelle entre les têtes métalliques 37 et les pièces conduc trices 38.
L'allumage devant se faire simultanément aux deux bougies, aucun des fils à haute ten sion n'est à la masse, chacun d'eux étant relié à l'un des contacts 38, de sorte qu'il y a impossibilité de manque de synchronisation, puisque le même courant passe par les deux bougies mises ainsi en série par l'intermé diaire de la masse, alors mise en circuit entre elles.
Il peut, bien entendu, y avoir plus de deux bougies et l'on peut, pour offrir toute sécurité d'allumage, prévoir sur le tableau de bord un commutateur permettant de ne mar cher qu'avec l'une ou l'autre des bougies en cas de défectuosité de l'une d'elles.
La fixation du moteur décrit, sur un châs sis quelconque, pourra se faire par l'intermé diaire des traverses 41 en double T, telles que représentées à la fig. 5 et faisant partie inté grale de chacune des coquilles 6 et 7.
La fig. 8 montre une autre manière de réaliser le turbocompresseur situé en bout d'arbre du côté du carburateur 15. Dans cette variante du moteur, l'arbre 1 se termine par une couronne dentée 42, engrenant avec un pignon 48, solidaire de l'axe 44 d'un turbo compresseur 45.
Celui-ci est d'axe parallèle à celui de l'arbre 1, dans lequel il envoie le mé lange air-carburant par le canal central 46, puis par des canaux disposés comme dans l'exemple de la fig. 1. Etant donné la multi plication de vitesse se produisant entre la couronne dentée 42 et le pignon 43, ce turbo compresseur tournera à plus vive allure que le premier décrit et permettra un départ plus facile, une alimentation plus rapide et une surcompression du mélange explosif introduit dans la chambre de combustion.
La seconde forme d'exécution du moteur (fig. 9 et 10) fonctionne sans turbocompres seur, l'admission se faisant au travers d'un organe obturateur placé en bout d'arbre.
A la fig. 9, le rotor seul a été représenté. Il comprend, comme le rotor précédent, un arbre 47 formant cylindre, un volant 48 fai sant partie de cet arbre et deux pistons 49, 50 tournant avec lui et transformant leur mouvement de va-et-vient en mouvement de rotation continu, de la manière déjà décrite. Les têtes de ces pistons ont une conformation identique à celle des têtes des pistons de la première forme d'exécution.
Des canaux longitudinaux 51 de la paroi de l'arbre 47 relient entre eux les deux espaces 52, 53 situés en arrière des pistons 49, 50. Le plateau d'accouplement 54 de l'arbre du moteur étant plein, l'espace 53 ne peut communiquer avec l'extérieur, comme dans l'exemple précédent, et l'air de refroidisse ment intérieur des tuyères suivra un autre chemin, comme il est dit plus loin.
En 55, du côté admission, se trouve l'or gane obturateur sous forme de soupape, der rière laquelle l'arbre se prolonge par un con duit 56 pénétrant à frottement doux dans le carburateur non représenté.
Les canaux longitudinaux 51 peuvent communiquer avec la chambre de combustion 57 par l'intermédiaire de lumières 58, entre lesquelles sont prévues des rainures 63 creu sées dans la paroi intérieure du cylindre. Ces rainures sont allongées et susceptibles de coïncider avec des fenêtres 59 de la paroi du piston 49 pendant une partie de la course de ce dernier, au voisinage du point mort exté rieur.
Comme dans la première forme d'exécu tion décrite, le volant 48 comporte une série de tuyères 60 susceptibles d'être mises en communication avec la chambre de combus tion 57 par l'intermédiaire de lumières 61 alternativement obturées ou découvertes par le piston 50.
La coupe de la fig. 10 montre comment les tuyères convergentes-divergentes 60 et leurs lumières alternent avec les canaux lon gitudinaux 51, de manière à ne pas se gêner réciproquement.
Cette forme d'exécution fonctionne de la manière suivante: Pendant la course de compression des deux pistons, c'est-à-dire pendant que ceux-ci se rapprochent l'un de l'autre, ils produisent derrière eux, dans les espaces 52 et 53, un vide se troduisant par une aspiration de mé lange air-carburant au travers de la soupape 55. Ce mélange pénètre dans ces espaces, soit directement en ce qui concerne l'espace 52, soit par les canaux longitudinaux 51 en ce qui concerne l'espace 53.
Lorsque les deux pistons sont à leur point mort intérieur, qu'ils occuperont simultané ment, l'explosion, puis la détente se produi sent. Pendant la course de détente, le volume des espaces 52, 53 diminue et la soupape 25 étant fermée, leur contenu subit une précom- pression qui ne prendra fin qu'au moment où l'arrivée du piston 49 au voisinage de son point mort extérieur aura pour conséquence de mettre l'intérieur du piston 49 en commu nication avec la chambre de combustion par les fenêtres 59 et les rainures 63 et simulta nément de découvrir les lumières 58, par les quelles les canaux longitudinaux 51 et par eux les espaces 52, 53 sont mis en communi cation directe avec la chambre de combustion,
permettant ainsi un transfert rapide des gaz frais précomprimés dans la chambre de com bustion.
L'air destiné au refroidissement des tuyères arrive par des ouïes 64 percées dans les parois du cylindre 47 entre les canaux longitudinaux et mises en communication avec les tuyères par la rainure annulaire 65 résultant d'une diminution de diamètre du piston 50.
Le diagramme de fonctionnement est le même que celui de la fig. 7.
Pour ce qui est des parties non représen tées de ce moteur, elles pourront être identi ques à celle du premier exemple décrit. Les organes d'allumage en particulier sont dispo sés et fonctionnent de la même façon que dans la première forme d'exécution.
Dans les deux formes d'exécution que l'on vient de décrire, l'équilibrage en sens longi tudinal n'est pas absolument parfait, puisque les rainures le long desquelles se déplacent les extrémités des axes des pistons ne corres pondent pas à un déplacement symétrique de ceux-ci.
Dans la forme d'exécution des fig. 11 à 16, on a remédié à cet inconvénient en pré voyant une distribution par chemises, les pis tons et les chemises effectuant des mouve ments longitudinaux absolument symétriques et formant des masses qu'il est possible d'é quilibrer complètement.
La fig. 11 ne représente à nouveau que le rotor du moteur selon cette nouvelle forme d'exécution, rotor se composant comme les précédents d'un arbre 73 constituant le cylin dre pour deux pistons opposés 74, 75 et for mant corps avec un volant 76 percé de tuyères convergentes-divergentes 77. En 79 se trouve la chambre de combustion et en 80 on voit l'une des deux bougies d'allumage opposées. Les pistons 74 et 75 ont des têtes conformées de la même façon que celles des pistons de la première forme d'exécution.
En plus des parties ci-dessus, cette forme d'exécution comprend une chemise 81 entou rant le piston 74 et une chemise 82 entou rant le piston 75. Ces chemises sont comman dées par des axes 83, 84 les traversant et agissant exactement comme les axes des pis tons au cours de la rotation, c'est-à-dire trans formant le mouvement de rotation continu de l'arbre en un mouvement de translation axial.
Pour ce faire, ces axes sont guidés, d'une part, dans des rainures longitudinales 85 respectivement 86 de la paroi de l'arbre, puis prennent appui, d'autre part, par leurs extrémités, dans des rainures des parois des alésages dans lesquels tourne l'arbre 73, ces rainures étant distinctes des rainures dans lesquelles se meuvent les extrémités des axes 87, respectivement 88, des pistons 74 et 75.
Les fig. 12 à 15 montrent en détail la forme de ces chemises qui, en plus des ouver tures 89 et 90 pour le passage et la fixation de leurs propres axes, comportent des ouver tures allongées 91 et 92 pour le passage et le libre jeu longitudinal des axes des pistons.
Du côté de la chambre de combustion, la chemise 81 de contrôle de l'admission se pro longe par dix languettes 93 réparties en deux groupes de cinq et destinées à couvrir ou dé couvrir des lumières 94 communiquant avec des canaux longitudinaux 95 d'arrivée du mélange air-carburant chassé par le turbo compresseur 96.
En opposition aux languettes de la che mise 81, la chemise 82 de contrôle de l'échap pement comporte des languettes 97, au nom bre de huit, régulièrement réparties sur le pourtour de la chemise, chaque languette étant percée d'une ouverture 98. Ces lan guettes et leurs ouvertures sont destinées à couvrir ou découvrir des lumières 99 donnant accès aux tuyères 77 du volant 76 ou encore à mettre ces lumières 99 en communication avec des lumières longitudinales 100 du pis ton 75, dont la construction est analogue à celle du piston 3 de la forme d'exécution selon la fig. 1. Comme dans cette forme d'exécution, le plateau d'accouplement 101 de l'arbre est percé d'un canal central 102 d'en trée d'air de balayage et de réfrigération des tuyères.
Il est à remarquer que les chemises sont noyées dans la paroi de l'arbre, de sorte que les pistons se déplacent dans un alésage cylin drique, constitué en partie par la paroi inté rieure de l'arbre, en partie par les parois inté rieures des chemises. Les extrémités de ces dernières comportent des languettes, parce que des chemises cylindriques à section droite, longitudinalement mobiles et noyées dans l'arbre, mettraient à un moment donné un espace annulaire complet à nu, dans lequel les segments des pistons viendraient buter. Les organes d'allumage sont disposés et fonc tionnent de la même façon que ceux des deux formes d'exécution précédentes.
Le diagramme de fonctionnement de cette forme d'exécution se trouve à la fig. 15. Les courbes 103 et 104 y représentent le dévelop pement des rainures des alésages dans les quelles se déplacent les axes 87, 88 des pis tons 74 et 75 supposés reportés en 87' et 88 '. tandis que les courbes 105 et 106 représen tent les rainures voisines guidant les axes 83, 84 des chemises 81 et 82 supposés reportés en 83' et 84'.
Comme on le voit, ces paires de rainures sont absolument symétriques en égard à un plan transversal passant par l'axe des bougies, c'est-à-dire par le centre de la chambre de combustion 79, dont la position est de ce fait invariable.
Le diagramme représenté illustre, comme le précédent, un cycle complet s'étendant sur 180 de rotation de l'arbre.
Les courbes 103, 104, 105, 106 se décom posent comme suit: Entre les points D et E, chacune des rai nures 103 et 104 s'éloigne du centre de la chambre de combustion en décrivant une courbe qui, développée, est égale à un quart de période d'une sinusoïde, de sorte que les pistons passent simultanément et symétrique- ment de leur point mort intérieur à leur point mort extérieur.
Ce déplacement a lieu pen dant que l'arbre tourne d'un arc de 74', de sorte qu'une période complète de la sinusoïde considérée s'étendrait sur 296 de rotation de l'arbre. Pendant ce temps, les axes 83 et 84 jouant dans les rainures 105, 106 ne se rap prochent ni ne s'éloignent du centre de la chambre de combustion, ce qui correspond à une complète immobilité des deux chemises.
De E à F, les rainures 103 et 104 restent à leur tour à une distance invariable du cen tre de la chambre de combustion et les pis- tons sont maintenus à leur points morts exté rieurs, tandis que les rainures 105 et 106 accusent une forme qui, en développement, est sinusoïdale, provoquant l'éloignement simultané et symétrique des chemises l'une de l'autre. L'éloignement maximum se pro duit un peu avant le point F, soit à environ 107 de rotation de la position initiale choi sie, tandis que le point F correspond au 112me degré. Durant les 5 de rotation com pris entre ces deux positions, les chemises sont immobilisées à leur position d'éloigne ment maximum.
De F à D, les rainures 103 et 104 repren nent une forme qui, développée, est sinusoï dale et les pistons sont ramenés à leurs points morts intérieurs pendant une rotation de l'ar bre de 68 comprise entre le 112me et le 180me degré. La sinusoïde, dont, un quart de période intervient ici, a même amplitude que celle comprise entre D et E, mais une période s'étendrait ici sur 272 au lieu de 296 , ce qui correspond à un retour un peu plus rapide des pistons à leur position de départ ou, comme on le verra, à une compression de durée légèrement plus courte que la détente.
Pendant ce temps, et sur 33 de rotation de l'arbre compris entre le 112me et le 145me degré, les rainures 105 et 106 se rapprochent l'une de l'autre, chacune selon une courbe qui, développée, est une portion de sinusoïde correspondant à un quart de période, et les chemises 81, 82 sont ramenées à leur position de départ, qu'elles conserveront au delà du point D et jusqu'à ce que les pistons aient à nouveau atteint simultanément leurs points morts extérieurs.
Comme dans le cas du diagramme de la fig. 7, il suffit de considérer comme identi ques les points D de l'origine et de la fin du cycle considéré pour illustrer ce qui se passe rait durant le second demi-tour de l'arbre du moteur.
Durant un cycle, il se passe les phéno mènes suivants: Le mélange air-carburant étant supposé introduit dans la chambre de combustion 79, il se trouve à son maximum de compression au point de départ considéré où les deux pis tons 74 et 75 occupent simultanément leur point mort intérieur. A ce moment, les bou gies 80 enflamment le mélange. Le dia gramme débute donc par l'explosion en fin de compression, position désignée par la lettre P.
Un déplacement simultané et symétrique des deux pistons les amènent à la position Q précédant la position d'écartement maxi mum B. Ce déplacement correspond à la dé tente, durant laquelle l'énergie développée se transforme en mouvement de rotation con tinu, comme déjà expliqué. En Q la détente prend fin, car le piston 75 commence à dé couvrir les lumières d'échappement 99 en re gard desquelles se trouvent les ouvertures 98 de la chemise 82.
A partir de la position Q, les gaz d'échap pement ont accès aux tuyères du volant, le maximum d'ouverture de l'échappement étant atteint à la position représentée en R.
De R à S, il se produit un recul simultané et symétrique des chemises. Ce recul a pour but, en ce qui concerne la chemise 81, de préparer l'admission, en ce qui concerne la chemise 82, de fermer l'échappement. La po sition représentée en rS correspond donc à la fin de l'échappement et au début de l'admis sion.
Cette dernière atteindra son maximum à la position représentée en T, lorsque les deux chemises seront le plus écartées possible l'une de l'autre, de manière à ouvrir complètement les lumières d'admission 94, tout en main tenant fermées les lumières d'échappement 99.
De T à Û l'avance simultanée de la che mise 81 et du piston 74 produit peu à peu la fermeture des lumières d'admission, l'axe du piston 74 s'engageant à ce moment dans la partie<I>F, D</I> de la rainure 103.
Le piston 75 se déplace en sens invérse, le rapprochement des deux pistons s'accentue et de Ü à Y s'effectue la compression, qui ne se terminera qu'au 180-e degré de rotation et le cycle que l'on vient de décrire se repro- duira. Pendant que se déroule un tel cycle, il se produit aussi une action de balayage et de réfrigération des tuyères du volant. En effet, la coïncidence momentanée des lumières 100 du piston 75, des ouvertures 98 de la chemise 82 et des lumières d'échappement 99, met les tuyères 77 en communication avec le canal central 102 du plateau 101.
Cette com munication se produit, comme on le voit, pen dant toute la détente, c'est-à-dire entre les positions représentées en P et en Q, de même que pendant la fin de la compression, soit après la position représentée en Ü et jusqu'à la position représentée en V qui correspond à la position de départ P. Pendant ce temps donc, de l'air frais est aspiré par le volant au travers du plateau, du piston et des lu mières. Il balaye et refroidit les tuyères ainsi que les conduits d'échappement non repré sentés qui leur font suite.
Le fonctionnement de la forme d'exécu tion que l'on vient de décrire est à peu de chose près identique à celui de la forme d'exé cution selon les fig. 1 à 7, mais les chemises permettent toutefois de réaliser un équili brage axial parfait des effets d'inertie par un mouvement absolument symétrique de masses que l'on pourra toujours faire égales.
Cette forme d'exécution, plus encore que les précédentes, permet, par un choix judi cieux de la course et de l'alésage, d'utiliser des temps de détente, d'échappement, d'aspi ration et de compression différents et fixés à priori. Comme il a été dit plus haut, les courbes employées pourraient ne pas être des courbes qui, développées, sont des portions de sinusoïdes. La sinusoïde est toutefois de beaucoup préférable, puisqu'elle permet d'ob tenir un fonctionnement rapide pratiquement dépourvu de heurts. Dans cette troisième forme d'exécution, le turbocompresseur pour rait aussi être disposé comme dans la variante de la première forme d'exécution représentée à la fig. 8.
Les axes des pistons ayant à subir à la fois le frottement longitudinal dans les cou lisses de l'arbre du moteur et le frottement dans la rainure correspondante des alésages du bâti, il est intéressant de considérer quel ques manières de les réaliser. Les fig. 17 à 24 en montrent quelques variantes.
L'axe selon les fig. 17 à 19 est pris dans une barre d'acier cylindrique avec usinage de deux méplats 107 destinés à le guider dans la coulisse de l'arbre. Comme le montre la fig. 19, où une coulisse de l'arbre est partiel lement représentée en traits mixtes en 108, et la rainure de l'alésage partiellement en traits mixtes en 109, on voit que l'axe est en con tact avec la coulisse par l'intermédiaire des méplats et en contact avec la rainure par l'intermédiaire des parties restées cylindri ques de son profil. En évidant cet axe, comme représenté en 110 de la coupe longitudinale de la fig. 18, on peut le rendre extrêmement léger.
Il présentera, par contre, l'inconvénient de subir des frottements assez considérables en provoquant une usure assez rapide.
L'axe représenté aux fig. 20 et 21 amoin drit ces frottements, par le fait qu'il! est coiffé à ses deux extrémités cylindriques d'une douille 111 formant galet pour le rou lement dans la rainure du palier, et tournant elle-même sur des aiguilles, tandis qu'il prend appui dans les coulisses de l'arbre, par l'in termédiaire de rouleaux 112 disposés de part et d'autre des grandes faces de son corps central de section rectangulaire.
Dans ce cas, les frottements sont notable ment réduits, de même que dans le cas de la dernière variante selon les fig. 22 à 24. Ici, le corps 113 de l'axe supporte des patins de coulisse 114 avec rouleaux 115. A ses extré mités sont disposés des galets coniques 116 pour le roulement dans la rainure du palier. Pour permettre le montage de cet axe et son introduction dans l'alésage, l'arbre et le pis ton, il est nécessaire d'en exécuter le corps 113 en deux parties destinées par exemple à être vissées dans le piston<B>ou</B> dans une douille de ce dernier.
Chacune des formes d'exécution du moteur représentées pourrait être pourvue, de l'une ou de l'autre de ces trois variantes de l'axe du piston.