Moteur à deux temps. La présente invention a pour objet un moteur à explosions à deux temps, double effet, dans lequel chaque piston moteur est accouplé avec un piston pompe monté sur la même tige, cette pompe servant à alimenter soit, en marche normale, un réservoir d'air comprimé basse pression qui fournit l'air à un carburateur et l'air de balayage du cy lindre moteur, soit, en fonctionnant comme frein, un réservoir d'air comprimé haute pres sion fournissant l'air destiné au démarrage.
A titre d'exemple et pour faciliter l'in telligence de la description, cri a représenté aux dessins annexés Fig. 1 un schéma d'ensemble d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention, Fig. 2 une vue en coupe transversale faite suivant l'axe de l'un des cylindres de cette forme d'exécution du moteur, Fig. 3 une vue partielle en élévation coupe d'une autre forme d'exécution du moteur faisant l'objet de la présente invention, Fig. 4 une vue de détail en coupe sui vaut la ligne IV--IV de la fig. 3,
représen tant un des distributeurs respectivement affec- tés au cylindre moteur et à la pompe, dans la forme de réalisation précédente, Fig.5 une vue de détail indiquant un élément des distributeurs précités, Fig., 6 une vue en élévation coupe d'une autre forme de réalisation de la pompe à air du moteur en question, Fig. 7 une vue en élévation-coupe faite à 90 par rapport à la fig. 6 de cette même forme de réalisation.
Le moteur représenté dans son ensemble aux fig. 1 et 2 est constitué par urne série de cylindres accolés, chacun d'eux fonction nant à double effet. En dessous de chaque cylindre moteur 1 est disposée une pompe 7 dont le piston est- monté sur la même tige que le piston moteur correspondant.
Ces pompes à air 7 agissent de deux fagons : ou bien elles fonctionnent à basse pression, ce qui est le cas de la marche normale, - et elles refoulent alors dans le réservoir 50 par le collecteur 44; ou bien elles fonctionnent à haute pression, absorbant ainsi une fraction importante de la puissance motrice et faisant frein sur le moteur, et alors elles refoulent dans le réservoir 42 par le .conduit 55. Le réservoir d'air haute pression 42 est muni d'une tubulure d'arrivée d'air comprimé 55 et d'une tubulure 43 de distribution d'air de démarrage.
Le réservoir d'air basse pres sion 50 reçoit l'air par le collecteur 44 et le fournit, d'une part, au carburateur 59 et, d'autre part, aux soupapes de balayage par le tuyau 52. Le réservoir d'essence 58 est relié au carburateur par un conduit 57.
En se reportant à la fig. 2 des dessins annexés, on voit que le cylindre 1 qui com porte deux chambres de compression 2, 3 renferme un piston moteur 4, relié par une tige creuse 5, à un piston pompe 6 servant de coulisseau, et se déplaçant dans un corps de pompe 7. Ce piston pompe 6 est relié par une bielle 8 à l'un des manetons de l'arbre manivelle 9, lesquels dans l'exemple repré senté sur le dessin sont calés à 120 .
Dans l'exemple en question, le graissage des pièces en mouvement est effectué unique ment dans une cuvette 10, mais il peut être effectué au moyen d'huile sous pression.
L'arbre-manivelle 9 est disposé à l'inté rieur du carter 11.
Le cylindre est entouré par une circula tion d'eau 21, fermée à la partie supérieure par un couvercle 22 maintenu en place par des goujons 23. Le fond de cylindre 18 reçoit en outre le presse-étoupe 24, et les garnitures nécessaires pour assurer l'étanchéité au pas sage de la tige de piston 5.
Au milieu du cylindre moteur 1 se trou vent des lumières d'échappement 25 en com munication avec un couloir 26 fermé par une plaque 27.
Chacune des chambres de compression 2, 3 est munie d'une bougie 28, 29, donnant une étincelle par tour, et d'une soupape d'admis sion 30, 31, commandée par une came 32, clavetée sur un arbre 33, de manière à mettre le cylindre 1 en communication avec le cou loir 34, 35 allant au carburateur une fois par tour de l'arbre-manivelle.
Le graissage du cylindre est assuré par de l'huile sous pression arrivant par le tube 36. Les tuyauteries 37 servent au balayage et au démarrage par l'air comprimé; elles correspondent à des chambres indépendantes dont chacune peut être mise en communica tion avec la chambre 38, alimentée normale ment par le réservoir 50, mais qui peut l'être aussi par le réservoir 42, par l'intermédiaire d'une soupape 39 commandée par une came 40 pour le balayage et 41 pour le démarrage.
L'air comprimé nécessaire pour le dé manage est fourni par le réservoir à haute pression 42 et arrive par un tube 43; il peut être détendu si besoin est.
Le réservoir 42 est alimenté par les pom pes 7 au moment du freinage.
L'arbre à cames 33 ci-dessus spécifié est creux et comporte un second arbre intérieur non représenté aux dessins, sur lequel sont clavetées les cames de démarrage 41 et de balayage 40, ce second arbre pouvant se déplacer par glissement de manière à per mettre d'amener au moment voulu les cames en face des soupapes 39.
Sur les corps de pompe 7, on a fixé un collecteur 44, portant, dans l'axe de chaque pompe, une soupape de refoulement 46; pou vant être bloquée sur son siège, au moment du freinage, par un axe cylindrique 47, qui porte à cet effet une came de verrouillage 48, et qui est commandé par un levier 49. Ce collecteur est en communication avec le ré servoir tampon à basse pression 50, destiné à fournir au carburateur l'air chaud néces saire. Chaque corps de pompe est en outre muni d'une soupape d'aspiration 45.
Sur le conduit de refoulement de la pompe à air est fixé un petit collecteur secondaire 53 destiné à assurer le refoulement de l'air pendant le freinage, c'est-à-dire lorsque les soupapes 46 sont bloquées.
Ce collecteur secondaire est muni d'une entrée dans l'axe de chaque corps de pompe 7, entrée qui est obstruée en marche normale par une bille ou soupape de retenue 54; en outre, ce collecteur est en communication par un tube 55 avec le réservoir à haute pres sion 42 ci-dessus spécifié. Ce réservoir reçoit l'air provenant du freinage et destiné à as- curer le démarrage du moteur. Cet air est conduit aux soupapes 39, par la tuyauterie 43.
Le réservoir d'essence 58 est d'ailleurs lui-même sous pression.
En se reportant à la fig. 2 des dessins, on voit que le piston moteur 4 se trouve au point mort haut; à ce moment, l'étincelle qui s'est produite à la bougie supérieure 28 quelques millimètres avant la fin de la course du piston a mis le feu à la cylindrée qui se trouvait comprimée dans la chambre d'ex plosions 2; le piston moteur 4 est alors poussé vers le fond de sa course en entraînant avec lui le piston pompe 6, lequel aspire de l'air frais au dehors pour deux cylindrées, au moyen de la soupape automatique 45; le piston moteur 4 en descendant découvre les lumières d'échappement 25 par où s'échap pent les gaz brûlés;
une fois ceux-ci à peu près évacués, la came 40 ouvre la soupape de balayage 39, et de l'air comprimé basse pression, non carburé, arrive dans le fond du cylindre par la tuyauterie 37 et balaie les gaz brûlés restants. Ce balayage a pour but de séparer la cylindrée entrante de la cy lindrée sortante, et de refraîchir le fond du piston moteur 4 et le cylindre 1.
Lorsque les gaz brûlés ont été complète ment évacués, la" came 32 attaque à son tour la soupape d'admission 30 qui, en se levant, met en communication le couloir 34 contenant les gaz carburés, avec le cylindre 1; ce dernier se remplit de mélange explosif, puis que la soupape de balayage 39 s'est refermée peu de temps après l'ouverture de la soupape d'admission 30; cette dernière reste levée pendant la remontée du piston, jusqu'à ce que ce dernier en dépassant l'ouverture d'échappement 25, referme cette dernière. La soupape d'admission 30 lie doit retomber sur son siège que lorsque les gaz n'ont plus de vitesse, et ont tendance à revenir en arrière dans le couloir 34.
Le piston continuant à remonter, la com pression se continue et se termine au point mort haut; l'allumage se produit un peu avant ce point comme précédemment et le cycle recommence. . Le même cycle se produit sur l'autre face du piston, mais avec un retard de 180 sur le premier.
Pendant ce temps, le piston pompe est remonté, la soupape 45 s'est fermée, l'air a été refoulé dans le collecteur 44 par la sou pape de refoulement 46 et s'est rendu dans le réservoir à basse pression 50.
Dans le cas de l'exemple choisi, qui com porte trois cylindres, les deuxième et troisième cylindres fonctionnent pareillement, mais avec des retards respectifs sur le premier de 120 et 240 ; autrement dit, puisqu'il y a deux explosions par cylindre et par tour, une ex plosion a lieu tous les 60 .
Pour obtenir ce résultat, le cylindre mo teur 1 est alimenté en gaz carburés de la façon suivante: L'air aspiré par les pompes 7 est refoulé par le collecteur 44, dans le réservoir tampon à basse pression 50, qui est mis en com munication avec le couloir de distribution 34, l'air passant alors autour du gicleur du car burateur. Si, à ce moment, on baisse l'aiguille pointeau du gicleur, on provoque l'arrivée de l'essence qui se trouve sous pression dans le réservoir 58; l'essence en jaillissant brusque ment se brise en fines gouttelettes sur un briseur disposé convenablement à cet effet et se mélange intimement avec l'air pur qui arrive du réservoir à basse pression 50.
Le mélange carburé est ensuite distribué aux cylindres moteurs 1, en passant par les couloirs 34, 35 et les soupapes commandées 30, 31, au moment voulu, ainsi qu'il a été dit précédemment.
Lorsque l'on tire sur le levier 49 action nant la came de verrouillage 48, de l'arbre 47, ladite came vient bloquer la soupape de refoulement 46 et l'air aspiré par les pompes 3 est alors obligé, pour sortir, de lever la bille ou soupape de retenue 54, et de passer par le collecteur 53, conduisant au réservoir à haute pression 42.
Cette manoeuvre est faite en marche, soit pour ralentir, soit pour freiner, ou encore, avec un seul corps de pompe 6, 7, dans le but unique de recharger le réservoir 42. L'air ainsi emmagasiné va servir pour dérriarrer le moteur.
En effet, si au moyen d'un robinet, on permet à l'air du réservoir 42 de passer dans le tube 43, ce dernier arrive jusqu'aux sou papes 39, placées à raison d'une par chambre de compression, soit deux par cylindre mo teur 1, et la came 41 de l'arbre 33 en pro voquant la levée de cette soupape, un peu après le passage du point mort haut du piston 4, permet à l'air comprimé de passer par le tube 37 et d'arriver dans la chambre de compression 2, ce qui produit le déplace ment du piston 4 vers le point mort bas en démarrant le moteur. L'air carburé étant dis tribué en même temps aux cylindres 1, les explosions se produisent aussitôt que le mo teur tourne assez vite pour que la magnéto donne une étincelle assez chaude.
Le moteur étant parti il n'y a plus qu'à supprimer l'ar rivée d'air à haute pression en fermant le robinet placé sur la tuyauterie d'amenée au cylindre.
Cet air à haute pression peut également servir au balayage après avoir passé par un détendeur, dans le cas, par exemple, où la pression de l'air du réservoir à basse pres sion 50 employé normalement ne serait pas encore suffisante.
Le freinage s'obtient en tirant au moyen d'une barre d'accouplement tous les leviers 49 du collecteur 44, ce qui provoque le blocage des soupapes de refoulement 46, au moyen de la came de verrouillage 48 de l'arbre cylindrique 47; ce résultat, une fois obtenu, l'air aspiré par les pompes est obligé, pour être évacué, de passer par le petit collecteur secondaire 53, en soulevant la bille ou sou pape 54.
Ce fonctionnement se répétant à chaque tour pour chaque piston produit un freinage continu, très énergique.
Pour le ralenti, ou le rechargement du réservoir à haute pression 42, ou toute autre manoeuvre, on peut marcher à simple effet, soit avec les cylindres du haut, soit avec les cylindres du bas, en fermant une des arrivées aux couloirs 34, 35. Dans les formes d'exécution du moteur, qui ne sont que partiellement représentées par les fig. 3 à 7, l'admission d'air de ba layage au cylindre moteur et l'aspiration ainsi que le refoulement de la pompe à air sont commandés respectivement au moyen d'un tiroir distributeur annulaire concentrique au cylindre correspondant.
Le détail d'un de ces tiroirs distributeurs est représenté en plan à la fig. 4 et en coupe autour du corps de pompe de la fig. 3; les tiroirs distributeurs du cylindre moteur de cette dernière figure sont schématiquement représentés par de simples rectangles.
Chaque tiroir distributeur annulaire 92 concentrique au cylindre est muni de galets 93, régulièrement disposés à sa périphérie et pouvant rouler dans un chemin formant rampe 94 dont la hauteur est égale à la course que doit effectuer le tiroir 92.
Ce tiroir est en outre muni d'une dent 92' coagissant avec deux demi-dents circu laires 92", formant un pas, et solidaires d'une tige 95 qui peat tourner autour de son axe. Cette tige 95 est commandée par un pous soir 96 coagissant avec une came 97, qui n'est représentée que schématiquement aux fig. 3 et 4 et qui est calée sur un arbre 98 qui reçoit son mouvement de l'arbre moteur.
Le fonctionnement du dispositif qui vient. d'être décrit est le suivant: La came 97, en agissant sur le poussoir 96, pousse la tige 95, laquelle à son tour, par l'intermédiaire des demi-dents 92" et de la dent 92' force le tiroir à tourner. Pendant cette rotation, les galets 93 montent sur les rampes 94 en imprimant ainsi au tiroir un mouvement ascendant hélicoïdal.
Un ressort de rappel 100 ramène le tiroir à son point de départ.
La course du tiroir 92 est déterminée par la hauteur de la levée de la-came 97 et elle dépend de la grandeur des lumières du cy lindre.
L'étanchéité nécessaire entre le cylindre et les distributeurs est obtenue au moyen de segments à la manière ordinaire. La pompe â air munie de ce distributeur peut, conformément à la présente invention, refouler de l'air comprimé basse pression destiné au balayage et de l'air comprimé haute pression destiné au démarrage. En se reportant à la fig. 3, on voit que le corps de pompe 101 est muni de lumières d'aspiration 90 et de lumières de refoulement 91 qui sbnt alternativement masquées et découvertes par le mouvement du tiroir 92.
L'air extérieur aspiré par les orifices 102 et lumières 90 au moment où le tiroir est en haut de sa course est refoulé sous basse pression par les lu mières 91 et le couloir 103 vers le réservoir basse pression, non représenté dans cette figure, quand le tiroir est au bas de sa course.
Le corps de pompe est muni, en outre, d'une soupape automatique 108 placée à l'entrée du conduit 109 communiquant avec le réservoir haute pression non représenté dans cette figure. Cette pompe à simple effet ainsi constituée marche normalement comme pompe à air basse pression, la soupape 108 restant fermée et le tiroir 92 ayant un mouvement alternatif de fréquence égale à celui du piston moteur.
Elle fonctionne aussi alternativement un coup sur deux comme pompe à air basse pression et un coup sur deux comme com presseur haute pression; à cet effet, la came 97 de commande du tiroir est munie d'un chemin de roulement de forme particulière qui sera décrit ci-dessous au sujet de la va riante de réalisation représentée fig. 6 et 7 et quia pour effet de laisser obturées un coup sur deux les lumières 91. Les lumières 91 étant obturées, l'air est amené un coup sur deux à haute pression et soulève alors pour s'échapper la soupape 108 par où il passe dans le réservoir haute pression; le coup suivant, les lumières 91 étant décou vertes, l'air est envoyé dans le réservoir basse pression.
Une autre variante d'établissement de la pompe à air du moteur faisant l'objet de la présente invention a été représentée aux fig. 6 et 7. Cette variante permet également<B>-</B>de comprimer l'air soit à haute pression, soit à basse pression et fonctionne comme les cy- lindres moteurs à double effet. En se repor tant aux dessins annexés, on voit que la forme du piston 165 est symétrique et que la chambre de compression 166 présente un fond rapporté 167 symétrique du fond rap porté supérieur.
Les lumières d'aspiration 168 et de refoulement 169 ont été doublées ainsi que les distributeurs 170, 171 qui sont iden tiques à ceux précédemment décrits, les con duits d'aspiration 172, 173 et les conduits de refoulement d'air basse pression 174, 175.
Chacun des distributeurs est commandé par une came correspondante 176,177, chacune de ces cames présentant deux chemins de roulement 176', 176", 177' et 177" que l'on peut mettre à volonté en contact avec les galets des distributeurs, les cames étant montées sur un arbre creux 178, mobile dans la glissière 175 et dans lequel peut coulisser une tige de. commande 179 de la came 176.
Les chemins de roulement supérieurs 176' et 177' des deux cames 176 et 177 présen tent deux bossages égaux, et, de la sorte, l'arbre à came 178 ayant une vitesse de ro tation moitié de la vitesse de l'arbre moteur, ces chemins de roulement donnent aux distri buteurs un mouvement alternatif de même période que le mouvement du piston moteur. Le chemin de roulement inférieur 176" de la came 176 présente un grand bossage: b identique aux bossages du chemin de roule ment supérieur, et un second bossage, a de faible importance, ayant pour effet de donner au tiroir correspondant, un coup de piston sur deux, une course réduite suffisante pour obturer la lumière d'aspiration supérieure 168, mais insuffisante pour dégager la lumière de refoulement 169.
Le chemin de roulement inférieur de la came 177 est circulaire et correspond à l'ouverture de l'orifice d'aspira tion inférieur 168; quand le galet de com mande du distributeur est au contact de ce chemin de roulement, le tiroir correspondant est immobilisé.
Dans ces conditions, la pompe du moteur pourra fonctionner comme pompe à air à double effet débitant dans le réservoir basse pression, comme pompe à air simple effet débitant dans ce même réservoir, et alter nativement un coup sur deux comme pompe à air basse pression et comme compresseur haute pression.
Quand les chemins de roulement 176' et l77' sont en contact avec le galet des distri buteurs, la pompe fonctionne à double effet, l'air étant aspiré par les orifices 172 et 173 et refoulé dans les couloirs 174 et 175 qui le conduisent au réservoir d'air basse pres sion.
Quand la .came supérieure présente son bossage 176' et la came inférieure son bos sage 177", la pompe fonctionne à simple effet basse pression, le distributeur inférieur étant immobilisé dans la position d'ouverture des lumières d'aspiration, et le distributeur supérieur se déplaqant avec la même pério dicité que le piston moteur.
Quand les .deux cames présentent toutes deux leurs bossages inférieurs, la pompe fonc tionne alternativement un coup sur deux comme compresseur haute pression et le coup suivant comme pompe à air basse pression, la partie inférieure du corps de pompe restant inactive. L'arbre à cames ayant une vitesse moitié de celle de l'arbre moteur, la came supérieure présente un des bossages de son chemin de roulement 176' à chaque coup de piston, au galet du distributeur; au premier coup de piston c'est, par exemple, le gros bossage b; le distributeur fait alors sa course complète et l'air est refoulé dans le réservoir basse pression par la lumière 169 et le con duit 174.
Le coup suivant, la came présente son bossage réduit a, le distributeur fait une course incomplète et ne démasque pas la lumière de refoulement 169; l'air est alors comprimé à haute pression et est refoulé dans le réservoir haute pression à travers une soupape non visible aux fig. 6 et 7, mais identique à la soupape 108 qui est représentée fig. 3.
Cette forme de réalisation de la pompe à air rend le moteur, faisant l'objet de la présente invention, particulièrement applicable à l'aviation où les moteurs doivent pouvoir fonctionner aux altitudes élevées; le fonc- tionnement de la pompe à double effet re médie, en effet, à la raréfaction de l'air aux hautes altitudes.
Il est à remarquer en outre que les formes de réalisation de la pompe ci-dessus décrites et représentes aux fig.3 à 7 permettent d'effectuer le freinage sur les pistons aussi bien que la forme de réalisation représentée fig. 2; en effet, le fonctionnement mixte en compresseur et en pompe à air entraîne une importante absorption de l'énergie motrice dont une partie est employée au travail de compression.