Machine à pistons libres opposés La présente invention a pour objet une machine à pistons libres opposés, qui peut être, par exemple, un motocompresseur ou un autogénérateur de gaz chauds sous pression.
Cette machine est caractérisée selon l'invention en ce qu'elle comporte deux cylindres moteurs d'axes parallèles, chacun des deux pistons libres opposés comprenant une paire d'éléments moteurs, dont cha cun travaille dans l'un des cylindres moteurs et reliés rigidement à au moins un élément compresseur, les deux pistons libres étant reliés l'un à l'autre par un dispositif de synchronisation ayant un axe d'articu lation en partie au moins disposé entre les deux cylindres moteurs.
Deux formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin.
La fig. 1 est une coupe-élévation longitudinale schématique d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe-élévation longitudinale analogue à la fig. 1, de la deuxième forme d'exé cution.
La fig. 4 est une coupe transversale suivant IV-IV de la fig. 3.
La machine représentée aux fig. 1 et 2 comporte un carter 1 constituant son bâti, dans lequel sont formés deux cylindres moteurs 2 et 3 dont les axes longitudinaux sont parallèles.
Les cylindres 2 et 3 communiquent entre eux par des canaux 4 et 5.
6 et 7 désignent des ouvertures pour la mise en place de dispositifs d'injection destinés à l'amenée de combustible dans les cylindres 2, 3.
Des lumières de balayage 8 et des lumières d'échappement 9 sont pratiquées de part et d'autre des orifices 6, 7 dans les cylindres 2, 3. Les cylindres 2 et 3 sont entourés par des cham bres 10 de circulation d'-un liquide de refroidisse ment, tel que de l'eau.
Les lumières d'échappement 9 communiquent avec un collecteur 11 des gaz d'échappement. Cha cun des cylindres 2 et 3 contient deux éléments moteurs 12, 13 respectivement 12a, 13a se dépla çant en opposition.
Les canaux 4 et 5 sont destinés à assurer une communication entre lesdits cylindres 2, 3, afin d'égaliser les pressions pour obtenir sur chacun de ces éléments 12, 13 et 12a, 13a des actions rigou reusement semblables.
Le carter 1 est relié par chacun de ses deux côtés à des cylindres 14, 15 délimitant intérieurement des espaces de compression 16, 17 dans lesquels sont disposés des éléments compresseurs 18, 19 de grand diamètre.
Les éléments compresseurs 18 et 19 sont reliés rigidement, le premier aux deux éléments moteurs 12 et 12a et le second aux deux éléments moteurs 13 et 13a. De plus, l'élément compresseur 19 est relié, par sa face opposée à celle dirigée vers les éléments moteurs 12, 12a, à un piston 20, qui cou- lisse dans un cylindre 2.1 formé à l'extrémité du cylindre 15,
de façon qu'une certaine quantité d'air soit emprisonnée dans la capacité qu'il délimite, cet air étant destiné à être comprimé pendant la course motrice des éléments moteurs 12, 12a, afin de resti tuer l'énergie ainsi emmagasinée pour provoquer la course de retour des pistons libres 12, 12a, 19 et 13, 13a, 18 en assurant la compression dans les cylindres 2 et 3.
Les pistons libres constitués, d'une part, par les éléments 13, 13a et 18, et, d'autre part, par les élé ments 12, 12a, 19 et 20 doivent avoir la même masse, dans le cas de déplacements égaux, et, dans le cas de déplacements inégaux, des masses inverse ment proportionnelles aux déplacements.
Un arbre 22 tourillonne dans des paliers 23, 24 montés dans les extrémités d'un alésage 25, prati qué dans la cloison 26 séparant les deux cylindres moteurs 2, 3, et traversé par cet arbre.
Des manivelles 27, 28 sont calées sur les extré mités de l'arbre 22. Les manivelles 27, 28 ont res pectivement leurs deux extrémités articulées aux pieds de bielles 29, 30 et 31, 32 dont les têtes sont articulées sur des axes 33 et 34 reliés respectivement aux éléments compresseurs 19 et 18.
La longueur des bielles et des bras de mani velles est choisie de façon que les pistons libres puis sent être amenés sans inconvénient à leurs points morts extérieurs lorsque les manivelles tournent d'uri angle supérieur à 1800, mais inférieur à 36011, comme cela se produit pour des débris élevés de la machine.
La disposition de la machine décrite ci-dessus permet d'obtenir un bon guidage des cylindres moteurs, du fait de leur disposition, de sorte que les manivelles 27, 28 et les bielles 29 à 32 du méca nisme de synchronisation n'ont pas à subir d'efforts autres que ceux provenant des frottements et, le cas échéant, de différences entre les forces agissant sur les pistons en direction axiale et il n'est pas néces saire de prévoir d'éléments particuliers pour le gui dage des pistons libres.
En ce qui concerne l'entrée d'air de balayage et la sortie des gaz d'échappement, il est possible de les rendre communes aux deux cylindres. 2, 3 comme représenté ou, au contraire, cette entrée et cette sortie peuvent être séparées pour chacun de ces deux cylindres.
Dans la machine des fig. 3 et 4 qui est un auto- générateur, les éléments compresseurs 18 et 19 des pistons libres sont reliés aux deux éléments moteurs 13, 13a respectivement, 12, 12a au moyen de tiges creuses 33.
La partie compresseur de la machine fonction nant à double effet, les tiges creuses de liaison 33 peuvent être de relativement grande section.
Les tiges 33 sont fixées de façon absolument rigide aux éléments moteurs 13, 13a et 12, 12a, tandis qu'elles sont reliées, de façon à pouvoir être facilement démontées, aux éléments compresseurs 18, 19. Les tiges 33 sont guidées dans des alésages de cloisons 34 fermant le fond des cylindres 16, 17 et délimitant des chambres 35 avec les extrémités du carter 1. De plus, les tiges 33 sont ouvertes à leur extrémité reliée aux éléments compresseurs, afin d'assurer le refroidissement du fond des éléments moteurs.
Des garnitures d'étanchéité 34a sont disposées dans des rainures des alésages des cloisons 34 pour assurer l'étanchéité entre celles-ci et les tiges 33.
36 désigne des tiges de guidage et de liaison des pistons libres fixés aux éléments 18 et 19, ces tiges traversant respectivement les cloisons 34 par des alé sages prévus à cet effet et comportant, à leur extré- mité opposée à celle qui est fixée auxdits éléments, des axes 37 d'articulation des têtes de bielles 29, 30 dont les axes s'étendent dans un même plan et disposées de façon qu'elles puissent osciller libre ment à l'intérieur d'un logement 38 formé dans la cloison épaisse 26 qui sépare les cylindres 2, 3.
Les pieds des bielles 29, 30 sont articulés sur les mane- tons 39, 40 d'une manivelle 27, dont la partie médiane est montée de façon à pouvoir tourner libre ment sur une bague ou un palier antifriction 41, entourant un axe 42 que forme ou qui est rapporté à l'intérieur de la cloison 26.
La longueur des bielles 29, 30 est égale et est choisie de façon que ces bielles soient placées dans le prolongement l'une de l'autre, lorsque les deux pistons libres de la machine sont placés à leur point mort extérieur.
Comme la manivelle 27 n'effectue jamais une rotation complète, il n'est pas nécessaire que les bielles soient placées dans deux plans différents, mais au contraire il est avantageux que leur axe longitu dinal soit placé exactement dans le même plan, afin d'assurer un équilibrage parfait des pièces en mou vement.
La manivelle 27 comporte au moins un flasque circulaire 43 présentant une denture 44 destinée à la commande de la ou des pompes d'injection du com bustible ainsi que d'autres dispositifs auxiliaires.
Les cylindres compresseurs 14, 15 comportent des clapets d'aspiration 45, 46 et des clapets de refoulement 47, 48 avec au moins une communica tion par une lumière 49 pour l'air refoulé par le clapet 47.
Le ou les clapets de refoulement 47 de l'effet course aller sont disposés à une certaine distance du fond des cylindres, afin qu'une charge d'air soit emprisonnée dans ces derniers pour constituer un matelas destiné à emmagasiner, comme cela est bien connu, pendant la course aller des pistons une certaine énergie qui est restituée pour provoquer leur course de retour et assurer la compression du mélange combustible se trouvant dans la partie des cylindres 2, 3 comprise entre les éléments moteurs 12, 13 et 12a, 13a.
Des filtres 50 d'entrée d'air sont montés sur l'as piration des cylindres compresseurs de la machine et les cylindres moteurs 2 et 3 sont constamment en communication par un canal 4.