Moteur à combustion interne à piston La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne à piston, comprenant au moins un canal d'admission et au moins un canal d'échap pement commandés par des organes rotatifs entraînés à partir du vilebrequin du moteur.
On connaît déjà des moteurs à combustion interne munis d'un dispositif de distribution à organes rotatifs constitués, par exemple, par des boisseaux tournants de forme cylindrique ou conique. Toutefois, les mo teurs de ce genre n'ont jamais été fabriqués en grande série étant donné leur prix de revient élevé et les risques de grippage des boisseaux dans leurs loge ments. En effet, ces boisseaux devaient être usinés avec des tolérances très faibles et, de ce fait, les grippages de ces boisseaux étaient fréquents après une certaine période de fonctionnement du moteur, du fait de l'échauffement de celui-ci.
Le moteur à combustion interne selon l'invention vise à remédier aux inconvénients précités. II est caractérisé par le fait que ces organes rotatifs sont en forme de sphères, chacun de ceux-ci tournant dans un logement sphérique correspondant, un canal trans versal ménagé dans chacun de ces organes rotatifs permettant le passage des gaz à travers le canal cor respondant, pour certaines positions angulaires déter minées de l'organe rotatif dans son logement.
Le dessin représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du moteur selon l'invention.
La fig. 1 est une vue partielle en coupe de cette forme d'exécution, la coupe étant faite dans la partie supérieure du moteur, dans un plan perpendiculaire à l'axe du vilebrequin.
La fig. 2 est une vue en coupe selon II-II de la fig. 1.
Le moteur à combustion interne à piston repré senté à titre d'exemple est un moteur à refroidisse- ment à air, du genre de ceux utilisés sur les moto cyclettes, par exemple. Ce moteur comprend un cylin dre 1 garni d'ailettes de refroidissement 2, dans lequel coulisse un piston 3 muni de segments d'étanchéité 4. Ce piston 3 est relié au vilebrequin, non représenté, par l'intermédiaire d'une bielle 5 articulée sur l'axe du piston 6.
Une culasse 7 est emboîtée sur le haut du cylin dre 1. Cette culasse 7 est aussi munie d'ailettes de refroidissement 2. Dans la partie centrale de cette culasse 7 est ménagée une chambre de combustion 8 en forme de calotte sphérique. Un canal d'admis sion 9 est formé dans cette culasse 7, de même qu'un canal d'échappement 10.
Ces canaux d'admission et d'échappement 9, res pectivement 10, sont commandés par des organes rotatifs en forme de sphères 11, respectivement 12, tournant chacun dans un logement sphérique 13, res pectivement 14. Chaque organe rotatif présente un canal transversal 15 destiné à permettre le passage des gaz à travers le canal correspondant 9, respec tivement 10, pour certaines positions angulaires dé terminées de l'organe rotatif dans son logement.
Comme on le voit plus clairement à la fig. 2, le logement sphérique 13, respectivement 14, de cha que organe rotatif 11, respectivement 12, est formé dans deux coquilles 16 et 17 présentant chacune une moitié du logement. Le contour extérieur 18 de ces coquilles 16 et 17 est de forme cylindrique et ces coquilles sont engagées dans un alésage cylindrique 19 ménagé transversalement dans la culasse 7.
Cet alésage cylindrique 19 traverse la culasse 7 de part en part et l'une des extrémités dudit alésage est fer mée par un bouchon 20 fixé par des- vis 21 contre la culasse 7. Les coquilles 16 et 17 sont maintenues serrées l'une contre l'autre, grâce à un manchon fileté 22 vissé dans une partie taraudée 23 de l'alésage 19. Les coquilles 16 et 17 sont donc serrées entre une face interne 24 du bouchon 20 et le manchon 22.
Chaque organe rotatif 11, respectivement 12, est solidaire de tourillons 25 et 26. Un roulement à billes 27 est engagé dans un logement 28 du bouchon 20, le tourillon 25 étant logé dans la bague intérieure de ce roulement à billes 27. Un second roulement à billes 29 est engagé dans un logement 30 ménagé dans la coquille 17, ce roulement à bille 29 servant de support au tourillon 26.
L'entraînement en rotation des organes rotatifs 11, respectivement 12, se fait par l'intermédiaire du tourillon 26. En effet, celui-ci présente un prolon gement sur lequel est engagé un pignon 31 maintenu sur le tourillon 26 au moyen d'un écrou 32 et avec interposition d'une rondelle de sûreté 33, cet écrou 32 étant vissé sur l'extrémité filetée 34 du tourillon 26. Un troisième roulement à billes 35 est engagé à l'in térieur du manchon 22 par sa bague externe. La bague interne de ce roulement à billes 35 est engagée sur une douille 36 solidaire du pignon 31. Une douille d'espacement 37 est disposée entre les deux roule ments à billes 29 et 35.
L'entraînement en rotation des pignons 31 se fait à partir du vilebrequin du moteur, par l'intermédiaire d'une chaîne 38 s'engageant sur un pignon 39 soli daire d'un arbre parallèle aux axes de rotation des organes 11 et 12 et disposé entre ceux-ci. Cet axe intermédiaire porte un pignon denté engrenant simul tanément avec les deux pignons 31 d'entraînement des organes 11 et 12. Le rapport des engrenages d'entraînement des organes rotatifs est tel que cha cun de ceux-ci effectue un quart de révolution à cha que tour du vilebrequin du moteur.
Comme on le voit sur le dessin, un certain jeu 40 est laissé entre chaque organe rotatif 11 et 12 et son logement 13, respectivement 14. L'étanchéité est assurée en position de fermeture par des jeux de segments 41 engagés dans des gorges ménagées dans les organes rotatifs 11 et 12, de part et d'autre de leur canal 15. On comprend sans autre que la pré sence de ce jeu 40 et des segments 41 supprime tout risque de grippage des organes rotatifs 11, respecti vement 12, dans leurs logements 13, respectivement 14, même par suite de forte élévation de température lors d'une longue période de fonctionnement du moteur.
Pour permettre un refroidissement efficace des organes rotatifs 11 et 12, ceux-ci sont pourvus de cavités internes, les tourillons 25 et 26 étant creux et reliant ces cavités à un circuit d'huile, de sorte qu'un refroidissement des organes rotatifs soit obtenu par circulation d'huile à travers les tourillons creux 25 et 26 et l'organe rotatif respectif. Cette circula tion d'huile est également utilisée pour le graissage des segments 41.
L'extrémité des alésages 19 dans laquelle se trouvent disposés les pignons 31 est fermée par un couvercle 42 maintenu contre la culasse 7 par des vis 21. La culasse 7 présente en outre un alésage taraudé central 43 débouchant dans la chambre de combus tion 8 et dans lequel est vissée une bougie d'allu mage 44.
Le moteur décrit ci-dessus est un moteur à quatre temps. La fig. 1 représente le moteur au début de sa course d'aspiration. A ce moment, l'organe 11 est dans une position telle que le canal 15 commence à permettre l'arrivée des gaz frais en provenance du carburateur dans la chambre de combustion 8 et le cylindre 1. Quant à l'organe 12 commandant le canal d'échappement, sa position approche de sa position de fermeture du canal 10. Lorsque le piston 3 aura atteint son point mort inférieur, le canal 15 sera dis posé transversalement par rapport au canal 9, de sorte que celui-ci sera obturé par l'organe 11 et ses segments 41. L'organe 12 sera aussi en position d'ob turation du canal 10 d'échappement.
Le piston 3 effectuera alors son temps de compression, compri mant le mélange gazeux explosif dans la chambre de combustion 8. Quelques millimètres avant que le piston 3 atteigne son point mort supérieur, le dis positif d'allumage provoquera une étincelle entre les électrodes 45 de la bougie 44, déterminant l'explo sion du mélange détonant contenu dans la chambre de combustion 8. Les organes rotatifs 11 et 12 étant toujours en position d'obturation de leurs canaux res pectifs 9 et 10, cette explosion du mélange détonant provoquera le temps moteur repoussant le piston 3 vers le bas.
Quelques millimètres avant que le piston 3 n'atteigne son point mort inférieur, l'organe 12 amorcera l'ouverture du canal d'échappement 10 et le canal 15 arrivera progressivement en coïncidence avec la lumière d'échappement 46. La course d'échappement a alors lieu, le piston 3 refoulant pen dant sa remontée les gaz brûlés dans le canal 10 à travers le canal 15.
Alors que le piston 3 sera arrivé à proximité de son point mort supérieur, le canal 15 de l'organe 11 commandant le canal d'admission arrivera, lui aussi, en coïncidence avec la lumière d'admission 47 constituant l'embouchure du canal d'admission 9 dans la chambre de combustion 8, après quoi une nouvelle course d'admission de gaz frais aura lieu, et ainsi de suite.
La forme de la section du canal 15 ménagé dans l'organe 11 est choisie de manière qu'une entrée maximum de gaz frais dans la chambre de com bustion 8 soit possible dès l'entrée en coïncidence du canal 15 avec la lumière 47. De même, la section du canal 15 de l'organe 12 est telle qu'elle permette un passage maximum au gaz d'échappement dès l'entrée en coïncidence de ce canal 15 avec la lu mière 46.
Chaque organe rotatif 11 et 12, au lieu d'être supporté par deux tourillons 25 et 26, pourrait n'être supporté que par un seul tourillon 26, l'organe rotatif correspondant étant maintenu en porte à faux à l'extrémité du tourillon. L'entraînement des organes 11 et 12, au lieu de se faire par chaîne à partir du vilebrequin, pourrait se faire par arbre à cardan, trains d'engrenages ou de toute autre manière connue.
On pourrait, dans certains cas, supprimer les seg ments d'étanchéité 41,à condition de prévoir un serrage élastique des deux coquilles 16 et 17 l'une contre l'autre, serrage élastique permettant un con tact intime de la surface sphérique des organes rota tifs 11 et 12 avec les surfaces des parties de loge ment des coquilles 16 et 17. Même dans ce cas, tout risque de blocage ou grippage des organes 11 et 12 dans leurs logements serait exclu du fait que l'une au moins des coquilles 16 ou 17 pourrait céder élasti- quement, par exemple, en cas d'augmentation de la section de l'organe rotatif par suite d'échauffement de celui-ci.
Dans d'autres formes d'exécution, le moteur pour rait être à deux temps, ou à injection directe ou indirecte (à essence ou huile lourde) et être refroidi par air ou par liquide.
Dans certains cas spéciaux, on pourrait envisager un entraînement par saccades des organes rotatifs 11 et 12 par exemple par l'intermédiaire d'un méca nisme à croix de Malte, ou à Cardan.