Installation motrice de véhicule routier L'invention a pour objet une installation motrice de véhicule routier.
L'installation faisant l'objet de la présente invention est caractérisée en ce qu'elle com prend un moteur à deux temps à injection de combustible entraînant uniquement un com presseur qui alimente ce moteur en air com primé et avec lequel ledit moteur constitue un générateur de gaz, une turbine alimentée en gaz moteurs par ledit générateur de gaz, et un train d'engrenages réducteur au moyen duquel la turbine entraîne les roues motrices du véhi cule, et en ce que ledit moteur est pourvu de moyens agencés pour modifier automatique ment son taux de compression en fonction d'une caractéristique de fonctionnement de ce moteur.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation fai sant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une élévation latérale schéma tique d'un véhicule routier comprenant une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en plan dudit véhi cule.
La fig. 3 est une coupe selon<I>111-111</I> de la fig. 2, à plus grande échelle.
La fig. 4 est une vue en plan schématique d'une seconde forme d'exécution. La fig. 5 est une élévation latérale, à plus grande échelle, de l'ensemble du moteur et du compresseur de cette seconde forme d'exécu tion.
La fig. 6 est une élévation latérale, à plus grande échelle, d'un ensemble que comprend la première forme d'exécution, et qui com prend la turbine, la boîte de vitesses et une boîte d'engrenages différentiels.
La fig. 7 est une coupe axiale, à plus grande échelle, de la turbine que comprend l'ensemble représenté à la fig. 6 ; et la fig. 8 est une élévation en coupe et à plus grande échelle de la partie avant du mo teur représenté à la fig. 5.
Le véhicule schématiquement représenté aux fig. 1 et 2 comprend un châssis 10 (fig. 2) sur l'extrémité avant duquel sont montés un moteur en V à quatre cylindres et à deux temps, à injection de combustible et du type à allumage par compression, qui est désigné par le signe de référence 9, un radiateur usuel 11, et un ventilateur de refroidissement 12 porté par le moteur 9.
Un compresseur centrifuge 13, entraîné par le moteur 9 et comportant deux étages, est monté à l'extrémité avant dudit moteur. A la sortie de ce compresseur, l'air comprimé pro duit passe à travers un canal 14 et parvient dans un collecteur d'admission 40 du moteur 9. Le moteur entraîne uniquement le compres seur 13. Les gaz moteurs produits passent à travers des collecteurs 15 raccordés aux lumiè res d'échappement jusque dans des conduits diffuseurs 16 disposés de chaque côté du mo teur 9. Le moteur 9 et le compresseur 13 cons tituent ainsi conjointement un générateur de gaz.
Les conduits diffuseurs 16 aboutissent dans un conduit commun 17 pour le fluide moteur qui s'étend jusqu'à l'extrémité arrière du véhi cule.
Le conduit 17 comprend un tube extérieur 27 et une garniture intérieure 28 séparée de ce tube par deux couches 29 de matière thermi- quement isolante et par un espace d'air annu laire 29a, comme représenté à la fig. 3.
Le conduit 17 pour les gaz moteurs est raccordé à son extrémité arrière à un carter d'entrée 18 d'une turbine 19 disposée à l'ex trémité arrière du véhicule. Après avoir passé à travers la turbine 19, les gaz parviennent dans des diffuseurs d'échappement 20 et, de là, dans des tuyaux arrière d'échappement 21.
La turbine 19 entraîne des roues de rou lement 24 par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses 22 contenant des engrenages réduc teurs, une marche arrière, et, si on le désire, une marche avant à très faible. rapport, et l'en traînement des roues 24 a lieu par l'intermé diaire d'une boîte d'engrenages différentiels usuelle 23. Les roues 24 sont portées par des demi-axes 25 supportés de manière à pouvoir tourner par des bras oscillants 26.
Les autres détails du véhicule, tels que sa suspension avant et que sa direction, ne seront pas décrits car ils sont exécutés selon la pra tique courante.
La fig. 4 représente schématiquement une seconde forme d'exécution. A cette figure, les pièces identiques à des pièces de la première forme d'exécution sont désignées par de mê mes signes de référence que ces dernières, seu les les pièces modifiées étant désignées par des signes de référence différents. La diffé rence principale consiste en ce que le moteur 9 est remplacé par un moteur 31 à quatre cy- lindres en ligne entraînant uniquement le com presseur 13. La sortie des gaz moteurs du moteur 31 s'effectue à travers des collecteurs doubles 32 et 33 raccordés aux lumières d'échappement et disposés du même côté du moteur, ces collecteurs doubles aboutissant à un conduit diffuseur unique 34 qui débouche dans un conduit 35.
Le tronçon avant de ce conduit 35 forme un angle avec l'axe longitu dinal du véhicule et ce conduit aboutit au car ter d'entrée 36 de la turbine 19.
Après avoir passé à travers la turbine 19, les gaz parviennent dans des diffuseurs d'échappement 37 qui les conduisent dans des tuyaux arrière d'échappement 38. La turbine 19 entraîne des roues 24 par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses 39 à engrenages réduc teurs. Les autres détails de cette deuxième forme d'exécution sont conformes à ce qui a été dit de la première forme d'exécution, dé crite en regard des fig. 1 à 3.
La fig. 5 représente, à plus grande échelle, le moteur 31 du véhicule représenté à la fig. 4, ainsi que les deux étages du compresseur cen trifuge 13, le canal 14 et le collecteur 40.
A la fi-. 8, les détails intérieurs de la partie avant du moteur représenté à la fig. 5 sont représentés à encore plus grande échelle. Le compresseur 13 comprend une entrée 49 et des aubes de guidage d'entrée 50 qui conduisent au rotor 47 d'un premier étage qui, à son tour, conduit au rotor 48 d'un deuxième étage à la sortie duquel l'air comprimé est recueilli dans une spirale 51 pour être conduit dans le col lecteur 40 (fig. 5) et, de là, aux lumières d'en trée (non représentées) du moteur. Ces lumiè res sont disposées de la façon habituelle autour d'une partie de la circonférence de la paroi de chaque cylindre.
Les rotors 47 et 48 sont portés par un arbre 46 entraîné, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages multiplicateur 42, 43, 44 et 45,à partir du vilebrequin 41 du moteur.
La fig. 8 montre également l'un 52 des quatre cylindres du moteur. Ce cylindre con tient un piston 53, relié au vilebrequin 41. Le cylindre 52, de même que les trois autres, est fermé par une culasse 54 dans laquelle est pra- tiqué un alésage 55. Un bouchon 56 est monté de façon étanche dans cet alésage, dans lequel il peut glisser pour modifier le taux de com pression du cylindre considéré. Le bouchon 56 est empêché de tourner dans l'alésage 55 et présente un prolongement axial 57 qui porte un filetage 58 coopérant avec un taraudage 60 pratiqué dans un manchon 59. Ce manchon est maintenu en place axialement et est suscepti ble de tourner, et il porte une denture de roue hélicoïdale 61 formée sur lui.
La denture héli coïdale 6.1 est agencée de manière à pouvoir être entraînée par une vis sans fin, non repré sentée, et la rotation du manchon 59 actionné par cette vis sans fin produit un déplacement axial du bouchon 56 vers l'intérieur ou vers l'extérieur dans l'alésage 55. Les quatre vis sans fin, coopérant avec les dentures 61 des manchons 59, sont montées sur un arbre com mun dont la rotation est commandée par un dispositif sensible à la pression de sortie du compresseur 13 de façon que le taux de com pression dans les cylindres, et par conséquent la pression maximum dans ces cylindres, soit modifiée en fonction de la pression de sortie du compresseur.
Le moteur de la première forme d'exécu tion est également pourvu d'un dispositif sem blable, modifiant le taux de compression dans ses cylindres en fonction de la pression de sor tie du compresseur.
La fig. 6 représente le carter d'entrée 18, la turbine 19, le diffuseur d'échappement 20, la boîte de vitesses 22 et la boîte d'engrenages différentiels 23 de la première forme d'exécu tion à une plus grande échelle. Le carter d'en trée 18 et la turbine 19 sont représentés en coupe et à encore plus grande échelle à la fig. 7.
La turbine 19 comprend trois carters prin cipaux, nommément un carter de turbine 62 et un carter d'échappement 63 qui sont boulon nés au carter d'entrée 18 par des boulons 64 dont un seul est représenté.
Le carter d'entrée 18 comprend trois bras creux 18a à extrémité ouverte, et une enve loppe pour un palier avant faits d'une pièce avec lui. Le palier avant 65 est lubrifié à tra vers un tuyau à huile 66. Le carter de sortie 63 supporte un palier arrière 67 lubrifié à tra vers un tuyau à huile 68. Un arbre de turbine 69 est supporté à rotation dans les paliers 65 et 67 et plusieurs roues de rotor 70 sont ser rées entre des flasques 71 au moyen de bou lons d'attache 72 et sont ainsi maintenues sur cet arbre. Les roues de rotor 70 portent des aubes 73 qui sont disposées entre des aubes de stator 74.
Les bras à extrémité ouverte 18a permettent à de l'air de refroidissement d'at teindre l'enveloppe du palier avant 65.
Etant donné que les deux formes d'exécu tion décrites ci-dessus fonctionnent de façons exactement semblables sur tous les points es sentiels, on décrira seulement le fonctionne ment de la seconde forme d'exécution repré sentée à la fig. 4.
De l'air est aspiré dans l'admission 49 du compresseur à travers un filtre (non représenté) et est comprimé par le compresseur centrifuge à deux étages 13. Cet air est ensuite diffusé à travers le conduit 14 et le collecteur d'admis sion 40 jusqu'aux lumières d'admission (non représentées) du moteur 31. Après que cet air a subi une compression supplémentaire, après que du combustible y a été injecté, et après une expansion partielle à l'intérieur des cylin dres 52 du moteur 31, les gaz résultants s'échappent de ces cylindres à travers des lu mières d'échappement pratiquées en face des lumières d'admission dans leurs parois respec tives. Ces gaz d'échappement parviennent ainsi dans le conduit diffuseur 34 et, de là, dans le conduit 35.
Dans ce conduit, lesdits gaz, dont la vitesse a été ralentie dans le diffuseur 34, s'écoulent jusqu'à la turbine 19.
Le générateur de gaz constitué par le mo teur 31 et par le compresseur 13 produit un grand volume de gaz présentant une tempéra ture et une pression élevées, la totalité de la puissance de sortie disponible au vilebrequin 41 du moteur 31 étant utilisée pour entraîner le compresseur 13. Les gaz moteurs passent à travers la turbine 19 et les gaz d'échappement de cette turbine passent à travers les diffu- seurs d'échappement 37 et, de là, à une vitesse relativement faible et à une température relati vement basse, ces gaz s'échappent à travers les courts tuyaux d'échappement 21.
Un changement de vitesse normal n'est pas nécessaire bien que, si on le désire, la boîte de vitesses 39 puisse comprendre une marche avant à très faible rapport destinée à être utili sée lorsque les conditions d'utilisation du véhi cule le rendent recommandable. A part cette marche avant à très faible rapport, la boîte de vitesses 39 comprend une marche arrière et une marche avant normale.
L'installation motrice décrite présente une consommation de combustible favorable et un bon rendement thermique en charge partielle, ainsi que des caractéristiques d'accélération et de couple extrêmement satisfaisantes. Elle est également susceptible d'être facilement mise en marche en augmentant le taux de compres sion du moteur jusqu'à sa valeur maximum puisque, lors de la mise en marche, le com presseur 13 n'est pas efficace. Cependant, dès que le compresseur 13 commence de fournir un débit efficace, le taux de compression est automatiquement réduit. L'absence d'un arbre d'entraînement est un avantage évident et il est seulement nécessaire de prévoir de courts tuyaux d'échappement pour les gaz d'échappe ment de la turbine.
Dans une forme d'exécution qui n'est pas représentée au dessin, le groupe moteur-com- presseur est monté approximativement à mi- distance entre les extrémités du châssis du véhicule qui peut, par exemple, être un véhi cule militaire, et les roues avant et arrière sont toutes entraînées. Dans cette forme d'exécu tion, l'installation comprend deux conduits pour les gaz moteurs : un conduit allant du groupe moteur-compresseur à une turbine en traînant les roues arrière et un autre conduit allant du groupe moteur-compresseur à une autre turbine entraînant les roues avant.
Dans une autre forme d'exécution encore qui n'est pas représentée non plus au dessin, le groupe moteur-compresseur est monté à l'ar rière du véhicule et la turbine n'entraîne que les roues arrière, le conduit pour les gaz mo- teurs étant considérablement raccourci du fait de cette disposition.