FR1464672A - Perfectionnements aux moteurs à combustion interne - Google Patents

Description

Perfectionnements aux moteurs à combustion interne.
Le moteur objet de la présente invention est un moteur à combustion interne, comprenant un ou plusieurs groupes de 4 cylindres disposés en H, les deux cylindres adjacents étant au même temps dans le cycle, et décalés d'un temps par rapport aux cylindres opposés, chaque groupe de 4 pistons étant relié par un cadre indéformable, et chaque cadre relié à un seul maneton d'un vilebrequin, et comportant 2 pistons précompresseurs, le vilebrequin pouvant de ce fait occuper deux positions différentes perpendiculaires entre elles. Il a pour but de réduire les inconvénients moyens des moteurs à combustion interne (coût de fabrication, usure, entretien), d'améliorer la combustion, et d'augmenter leur rendement.
Un tel moteur présente, de par sa construction, un volume et un poids plus faibles pour la même puissance qu'un moteur conventionnel. Sa conception permet son montage soit verticalement, soit horizontalement, sans autre modification que le système de graissage. Il fonctionne suivant un cycle à 2 ou 4 temps, à allumage ou à auto explosion, à atomisation par carburateur ou par injection, à carburant liquide ou gazeux, avec ou sans soupape, à refroidissement par air ou par eau.
Les principes de conception d'un tel moteur et sa symétrie permettent des facilités d'usinage, tels que blocs venant de fonderie en deux pièces symétriques, culasses venant de fonderie avec le bloc, systèmes d'admission, d'échappement, d'allumage ou d'injection communs aux groupes qui sont au même temps dans le cycle, utilisation de roulements pour les bielles et le vilebrequin, etc. Le graissage est effectué, suivant le mode d'utilisation du moteur, soit par barbotage et nuage d'huile, soit par pression, soit par les deux procédés utilisés simultanément. Les pistons peuvent être de fabrication courante, sauf en ce qui concerne leur méthode de fixation au cadre décrit plus loin : ils peuvent soit venir de fonderie avec le cadre ou être assemblés au cadre par un système à rotule ou par tout autre procédé de fixation.Les jupes peuvent être supprimées, les pistons étant réduits à de simples galettes comportant segments de feu, d'étanchéité et de raclage d'huile.
Les dessins accompagnant la présente description ne sont pas des dessins d'exécution mais des schémas de fonctionnement, sans que soient décrits les différents organes annexes nécessaires couramment connus ou à développer et qui doivent être adaptés aux moteurs fonctionnant suivant les principes décrits ci-dessous et objets de la présente invention.
Dans la figure 1, les cylindres 1, 2, 3 et 4 sont disposés symétriquement en H , de telle manière que 1 est opposé à 2, et 3 est opposé à 4.
Les pistons de chaque cylindre sont reliés rigidement par le cadre 5, 6, 7.
La bielle 8 d'une part oscille autour d'un axe solidaire du châssis 7, et d'autre part est assemblée sur le seul maneton 9, d'un vilebrequin 10. Les cylindres 1 et 3 sont au même temps dans le cycle et sont décalés d'un temps par rapport aux cylindres 2 et 4 qui sont également au même temps dans le cycle. Cet ensemble de quatre cylindres est appelé dans la suite de cette description groupe .
Dans un cycle à 4 temps, pour chaque demi tour du vilebrequin, le cycle des cylindres 1 et 3 sera donc : compression, explosion, détente, échappement, admission; alors que pour les cylindres 2 et 4, pendant le même demi tour, le cycle sera : explosion, détente, échappement, admission, compression. Dans un tel groupe, fonctionnant suivant un cycle à quatre temps, il y a une explosion pendant chaque demi tour du premier tour du vilebrequin, alors qu'aucune explosion, donc aucun effet moteur, ne se produit pendant le deuxième tour (dans un cycle à deux temps, il y aurait au contraire une explosion par demi tour du vilebrequin).En vue d'équilibrer les efforts demandés au vilebrequin et de compenser les forces d'inertie, particulièrement au démarrage, l'adjonction d'un deuxième groupe, tel qu'il est schématisé dans la figure II, permet d'avoir pendant le deuxième tour du vilebrequin une explosion pendant chaque demi tour : ainsi, chaque demi tour du vilebrequin comporte un effet moteur. Dans ce cas, le vilebrequin a deux manetons et deux ou trois paliers. Il est évident que l'adjonction en parallèle d'un certain nombre de groupes est possible et n'est limitée que par les spécifications de poids, d'encombrement et de puissance désirée, et les possibilités de construction mécanique.
Le but du montage de la figure 2 peut être également obtenu par le montage décrit dans la figure 3 dans lequel, pour un cycle à quatre temps, chaque demi tour est le siège d'un temps moteur. 8 cylindres sont assemblés en double H et dans un même plan : un cadre rigide 9, 10, 11, 12 relie les huit pistons entre eux, formant un ensemble indéformable.
Pour des facilités de montage, les barres peuvent être articulées. Sur le cadre est articulée une bielle qui est reliée au seul maneton d'un vilebrequin dont l'axe se juxtapose à l'intersection des pistons et des cylindres. Le système d'allumage est tel que les différents temps du cycle pour l'ensemble sont les suivants :

L'amélioration de la combustion est réalisée par l'exemple de la figure 4 qui décrit un groupe fonctionnant suivant un cycle Diesel à deux temps et construit suivant le même principe, ce qui permet l'adjonction de pistons permettant à la fois la précompression de l'air nécessaire à la combustion et le balayage des gaz brûlée à l'intérieur des cylindres d'explosion. Dans l'espace compris entre les cylindres qui sont en même temps dans le cycle, se trouvent les cylindres 12 et 13 dont le volume est, pour chacun, égal au moins à la somme des volumes des cylindres adjacents. A l'intérieur des cylindres 12 et 13 se déplacent les pistons 14 et 15 qui sont reliés par les tiges cylindriques 16 et 17 au cadre 7. Le fond des cylindres 12 et 13 est fermé par une plaque 24 munie d'un manchon creux 25.Les barres 16 et 17 traversent les plaques 24 et les manchons 25, et l'étanchéité entre les barres 16 et 17 et les manchons 25 est assurée par les segments 26. L'air est admis dans les cylindres 12 et 13 par les lumières 18, qui peuvent être fermées par des soupapes, et est refoulé par le mouvement inverse dans les cylindres 1, 2, 3 et 4 par les soupapes 27. L'atomisation du carburant est effectuée par les injecteurs 20, et les gaz brûlés sont évacués par les lumières 19. De l'air frais est admis par les lumières 23 dans l'espace compris entre les plaques 24 et les pistons 14 et 15, puis refoulé par la canal 21 qui communique par les lumières 22 avec les cylindres 1, 2, 3 et 4 où cet air facilite, grâce à la différence de pression, le nettoyage et l'échappement complet de l'air brûlé.Un système de bille et de ressort 28 empêche soit la détente des gaz de se faire dans les cylindres 12 et 13, soit l'air comprimé dans le temps compression du cycle de passer dans les cylindres 12 et 13 et ne permet que 'le mouvement de l'air comprimé entre les plaques 24 et les cylindres 12 et 13 vers les cylindres 1, 2, 3 et 4.
Dans un tel groupe, pour chaque tour du vilebrequin il y a deux explosions, une par demi tour.
Dans une telle conception, des lumières convenablement placées peuvent remplacer les soupapes, et les canalisations 21 peuvent être situées à l'extérieur du groupe et les billes 28 peuvent être remplacées par un système de clapets. Il est à remarquer que les pistons précompresseurs ne peuvent exister que par la présence du cadre et l'agencement général d'un tel groupe.
Dans les montages précédents, le vilebrequin est situé de telle manière que son axe est juxtaposé à l'intersection des plans de symétrie perpendiculaires au plan des axes des cylindres. Les figures 5 et 6 schématisent un montage différent fonctionnant sur le même principe, mais l'axe du vilebrequin est situé dans le plan contenant les axes des cylindres et des pistons et est juxtaposé à l'axe de symétrie perpendiculaire à ces axes. Ceci est possible, étant donnée la forme spéciale du cadre 7 qui comporte deux évidements de section rectangulaire pour laisser passer le vilebrequin. Sur les branches de celuici sont montés des roulements qui viennent s'encastrer dans les évidements du cadre 7 et qui supportent le cadre dans son mouvement de va-et-vient, réduisant ainsi les effets d'usure résultant des changements d'obliquité de la bielle.
La figure 7 schématise un montage de deux groupes identiques au groupe de la figure 5. Le nombre de groupes ainsi assemblés ne dépend que de l'utilisation qui est requise d'un tel moteur du point de vue puissance, encombrement et spécifications, et des possibilités de construction mécanique. La distribution de l'allumage (ou de l'injection) est telle qu'il suffit d'un seul plot de distributeur (ou d'un seul cylindre de pompe d'injection) pour l'ensemble des cylindres qui sont au même temps dans le cycle et que, dans l'utilisation d'un graissage sous

Claims (4)

1. pression, un arrangement judicieux des canalisations d'amenée d'huile aux cylindres permet, à l'arrêt du moteur, d'avoir une quantité d'huile suffisante pour assurer la lubrification au démarrage, surtout si l'huile de graissage présente des qualités convenables d'onctuosité et de viscosité. Il est évident que deux ou plusieurs groupes identiques à la figure 4 peuvent être montés ainsi qu'il est décrit dans les figures 5, 6 et 7. Telles qu'elles ont été décrites, les différentes constructions et conceptions d'un tel moteur ne servent que d'illustration pour l'utilisation du principe de base et peuvent être modifiées suivant les besoins. Ainsi, par exemple, le moteur de la figure 4 peut fonctionner avec de l'essence ou du gaz comme carburant. Les injecteurs sont remplacés par des bougies d'allumage et le mélange comburant est d'abord admis dans les cylindres de précompression par les soupapes 18 et dans les cylindres d'explosion par les soupapes 27. Il est également évident que, suivant le gaz carburant qui est employé, des gaz de combustion autres que l'air pourraient être utilisés, de manière que les réactions exothermiques dues à la réduction du volume et à l'augmentation de la pression dans les cylindres moteurs soient aussi complètes que possible. RÉSUMÉ La présente invention concerne :

   1. Un moteur à combustion interne à deux ou quatre temps, à combustible liquide ou gazeux, à carburateur ou à injecteur, avec ou sans soupape, à allumage ou à auto-explosion, comprenant un groupe de deux paires de cylindres symétriques opposés par la base, assemblés en H, dont les pistons sont solidaires d'un cadre rigide, qui se déplace dans le plan fixe invariable commun aux axes des cylindres et des pistons et qui commande deux pistons précompresseurs soit d'air, soit de mélange comburant, chaque cylindre de précompression étant situé entre les deux cylindres d'explosion adjacents, qui sont au même temps dans le cycle, et décalés d'un temps par rapport aux cylindres opposés. Sur le cadre est montée une seule bielle dont l'autre extrémité est assemblée sur le seul maneton d'un vilebrequin dont l'axe est soit l'intersection des deux plans de symétrie perpendiculaires aux plans des axes des pistons et des cylindres, soit juxtaposé dans le plan de ces axes à l'axe de symétrie perpendiculaire à ces axes, les deux cylindres adjacents étant au même temps dans le-cycle et décalés d'un temps par rapport aux deux cylindres opposés, les pistons de précompression servant par des conduits appropriés, à améliorer l'introduction de l'air et le balayage des gaz de combustion des cylindres moteurs;
2. 2. Un moteur à combustion interne comprenant n groupes symétriques semblables au groupe décrit dans le paragraphe précédent et assemblés soit en ligne soit en parallèle, soit en étoile, suivant la position du vilebrequin, chaque groupe comprenant quatre cylindres et quatre pistons moteurs, deux cylindres et deux pistons précompresseurs, un cadre indéformable fixe par rapport aux six pistons dont il est solidaire, situé dans le plan commun aux axes des pistons et des cylindres et relié par une bielle à l'un des manetons d'un vilebrequin comprenant n manetons décalés de 360/n[deg] l'un par rapport à l'autre, l'axe du vilebrequin étant soit l'intersection des deux plans de symétrie perpendiculaire aux axes des cylindres, soit juxtaposé dans le plan de ces axes à l'axe de symétrie perpendiculaire à ces axes;
3. 3. Un moteur conçu suivant un des procédés décrits précédemment dont la disposition en H des cylindres du groupe est conservée et a subi une rotation de 90[deg] dans le plan vertical;
4. 4. Un moteur conçu suivant un des procédés décrits précédemment, dont la disposition en H des cylindres du groupe est conservée mais dont le plan du H est horizontal au lieu d'être vertical.