Brevet FR2003303A1 — publié le 19691107

La présente invention est relative à un moteur à combustion interne à pistons rotatifscomportant un carter fixe, constitué par une enveloppe de carter dont la surface interne présente en coupe la forme d'un épitrochoïde à plusieurs arcs, et par 5 des parties latérales qui délimitent conjointement avec l'enveloppe du carter, un espace interne qui est traversé perpendiculairement aux parties latérales, par un arbre d'excentrique sur l'excentrique duquel est monté, de façon à pouvoir tourner un piston polygonal, tandis que des cavités constituant des chambres 10 de combustion, et présentant une forme en auge, sont ménagées dans les flancsdu piston et s'étendent dans la direction périphérique. Dans les moteurs à combustion interne à pistonsrotatifs connus, la préparation du mélange carburant-air procure d'importantes difficultés. Le courant de gaz combustible est poussé par 15 le piston rotatif contre la paroi externe de la chambre de combustion, ce qui fait qu'il ne se produit pas une turbulence suffisante du mélange carburant-air. Le taux de compression limité et la forme étirée des chambres de combustion ne permettent pas de placer des cavités de combustion suffisamment grandes et réalisées 20 d'une façon analogue à ce qui est le cas dans les moteurs à combustion interne à piston alternatif. Des propositions ont déjà été faites pour favoriser la turbulence, par exemple conformément au brevet allemand 1.232.651* déposé le 23 Mars 1962, en insérant des chicanes dans le canal d'aspiration, et conformément au 25 brevet allemand 1.238.712 déposé le 15 Novembre 1Ç&1, ainsi qu'au modèle d'utilité allemand 1.963.6^2 du 15 Novembre I96I > par insufflation d'air ou d'un mélange pendant la course d'aspiration et de compression. Une commande spéciale du déplacement, conforme au brevet britannique 967-983 déposé le 8 Mai 1962 doit per-30 mettre l'utilisation de cavités de combustion plus profondes. Le brevet américain 3•196.852 déposé le 27 Juillet 1965 recommande une injection de carburant dans le piston. La présente invention a pour but d'améliorer encore la préparation du mélange dans les moteurs à combustion interne à 35 pistonsrotatifs,à compression du mélange et de l'air, d'une façon plus simple et plus pratique, pour réaliser une combustion parfaite et obtenir un rendement de puissance élevé, même aux grandes vitesses. Conformément à l'invention, les cavités de combustion 69 05978 2 2003303 sont pourvues de surfaces de déviation du gaz combustible, qui sont normales au sens de rotation. L'on utilise ainsi principalement le courant supplémentaire de gaz combustible qui est provoqué par le déplacement du piston et qui s'écoule dans les inter-5 valles compris entre les flancs du piston et le contour du carter, et qui varient en fonction de la rotation du piston, pour la préparation du mélange. Ceci résulte du fait que le parcours et la vitesse du courant sont essentiellement déterminés par la forme de la cavité de combustion. A l'endroit où l'intervalle entre le 10 contour du carter et le flanc du piston est le plus faible, il se produit un maximum de vitesse, c'est-à-dire un courant supplémentaire. Par rapport aux flancs du piston, ce maximum de vitesse se déplace dans le sens opposé à la direction du courant, d'un angle du piston à l'autre. Ce courant supplémentaire n'amé-15 liore pas la turbulence du mélange, bien que la cavité de combustion soitjfréalisée d'une façon favorable à l'écoulement, par exemple lorsque la forme de sa section demeure constante sur toute sa longueur. Une telle amélioration est cependant réalisée par la disposition proposée. Le courant de gaz combustible est dévié de 20 façon intermittente et est affecté d'un mouvement tourbillonnai-re qui crée une turbulence. Cette action est augmentée si l'on pourvoit la cavité de combustion de plusieurs surfaces de déviation montées en série et/ou en parallèle. Le^surfaces de déviation sont avantageuse-25 ment formées par les faces frontales des organes de déviation montés au centre des cavités de combustion et ces dernières sont élargies de façon correspondante dans la zone des organes dedéviation. Il est en outre recommandé de réaliser de préférence la surface des organes de déviation inclinée dans le sens de rota-30 tion, jusqu'au fond de la cavité de combustion, pour réaliser également une déviation du courant de gaz combustible en direction radiale. L'on exerce une influence particulièrement favorable sur le parcours et la vitesse du courant si l'on réalise les ca-35 vités de combustion de manière qu'elles soient coudées et/ou ramifiées à plusieurs reprises sur toute leur longueur, et qu'elles soient constituées de préférence à leur début et à leur ex-. trémité, par deux branches disposées parallèlement et à un certain .intervalle l'une de l'autre,qui sont réunies dans leur partie mé- 69 05978 3 2003303 diane en un tronc commun élargi de façon correspondante, tandis que les surfaces de déviation sont constituées par les parties de paroi qui sont disposées aux points de transition au moins approximativement à angle droit par rapport à la direction de rota-5 tion. Conformément à une autre disposition de la présente invention, des élargissements des cavités de combustion, en forme de chambres de précombustion à turbulence, sont prévus aux emplacements de déviation du gaz combustible, et ces élargissements ne 10 sont pas traversés directement par le gaz combustible. La réduction de la vitesse du courant réalisée de la sorte, pour une turbulence 3t une recirculation simultanément plus importantes, assure une bonne préparation du mélange de carburant et d'air et des conditions d'allumage favorables. C'est pourquoi il est en outre 15 recommandé de cordonner les chambres de précombustion à turbulence de telle manière à la source d'allumage, qu'elles se trouvent dans la zone de la source d'allumage, pendant l'allumage. Dans des moteurs à compression d'air, cette action peut être utilisée de façon particulièrement durable si l'injection d'une partie de la 20 quantité de carburant en question, a lieu dans les chambres de précombustion à turbulence, au moins pendant le démarrage. Les dispositions proposées présentent en outre séparément ou dans leur ensemble l'avantage de permettre le fonctionnement des moteurs correspondants dans une gamme de mélange carbu-25 rant-air plus étendue, tout en réduisant en même temps la fraction non brûlée dans les gaz d'échappement et en réduisant la sensibilité au cognement. En outre, une plus grande partie de la quantité d'air est utilisée, dans les moteurs à compression d'air, ce qui provoque une augmentation du rendement de puissance. 30 Quelques flancs de piston comportant des cavités de com bustion de formes différentes sont représentés aux dessins à titre d'exemples de réalisation non limitatifs de l'objet de l'invention, et en particulier : La fig. 1 est un flanc de piston comportant un organe de 35 déviation dans la cavité de combustion, en une vue de dessus, La fig. 2 représente une vue en coupe longitudinale du flanc de piston de la fig.l. La fig. 3 est une vue de dessus d'un flanc de pis-ton comportant deux organes de déviation dans la cavité dé combustion.. 69 05978 4 2003303 La fig. 4 est une vue de dessus d'un flaïc de piston comportant un organe de déviation à surface inclinée, dans la c vite de combustion. La fig. 5 est une vue en coupe longitudinfle du flanc 5 piston de la fig. 4. La fig. 6 est une vue de dessus d'un flanc de piston dont la cavité de combustion est ramifiée à plusieurs reprises - La fig. 7 représente un flanc de piston comportant cavité de combustion ramifiée et des chambres de précombustion Un organe de déviation 3 est inséré dans la cavité d;, combustion représentée aux figures 1 et 2, qui se trouve dans 1 flanc de piston du piston 2 qui tourne dans le sens de la flècï: : A. Le courant de gaz combustible qui atteint un maximum de vit--15 se à la concavité 5 Que comporte le contour 6 du carter, dans " position du piston correspondant au maximum de compression, ne te perpendiculairement la face frontale 4 de l'organe de déviation 3, et est de ce fait dévié. Les flèches de la figure 1 qui ne portent pas de référence indiquent le parcours du courant, 20 courant de gaz combustible se calme et se répartit en largeur 1 téralement et en arrière de l'organe de déviation 3 qui se rétrécit avantageusement dans la direction de l'arrière, en raison du tracé des parois longitudinales 7 de la cavité de combustion. La cavité de combustion 1 représentée à la figure 3 • 25 équipée de deux organes de déviation 3 montés en série. L'on s,: mente ainsi la gamme de positions du piston dans laquelle la turbulence du courant de gaz combustible est favorisée. L'organe de déviation 3 représenté aux figures 4 et ; s'élargit en direction de l'arrière et est pourvu d'une surface 30 inclinée 8. Ceci provoque, à côté d'une déviation latérale du courant de gaz combustible sur la paroi frontale 4, également turbulence, dans le sens radial, sur la paroi transversale 9 arrière de la cavité. La^partie initiale et la partie terminale de la caviti 35 de combustion représentée à la figure 6 sont formées chacune pa; deux branches 10 et 11 disposées parallèlement entre elles» partie médiane est constituée pai^ un seul tronc 12. Par suite 3e; coudes que comportent les transitions, les parois transversales 13 et 14 de la cavité qui se trouvent à l'arrière, servent de sus 40 faces de déviation du courant de gaz combustible. BAD ORIGINAL 69 05978 5 2003303 Dans la cavité de combustion conforme à la figure 7, seule la partie initiale est constituée par deux branches 10 parallèles. Les transitions avec le tronc 12 comportent des cavités qui jouent le rôle de chambres de précombustion 15 à turbulence. 5 La déviation, le ralentissement et l'entraînement du courant de gaz combustible en un mouvement tourbillonnaire qui provoque la turbulence, sont encore amplifiés par les chambres de précombustion 15 à turbulence. 69 05978 6 2003303 REVENDICATIONS 1) Moteur à combustion interne à pistonsrotatiffe comportant un carter fixe, constitué par une enveloppe de carter dont la surface interne présente en coupe la forme d'un épitrochoïde à 5 plusieurs arcs, et par des parties latérales qui délimitent conjointement avec l'enveloppe du carter, un espace interne qui est traversé perpendiculairement aux parties latérales, par un arbre d'excentrique sur l'excentrique duquel un piston polygonal est monté de façon à pouvoir tourner, tandis que des cavités consti-10 tuant des chambres de combustion et présentant une forme en auge, s'étendent dans la direction périphérique, lequel moteur à combustion interné à pistons rotatifs est caractérisé en ce que les cavités qui constituent des chambres de combustion sont pourvues de surfaces de déviation du gaz combustible, qui sor^t disposées nor-15 malement au sens de rotation. 2) moteur à combustion interne à pistons rotatifs selon la Revendication 1, caractérisé en ce que chaque cavité de combustion est pourvue de plusieurs surfaces de déviation montées en série et/ou en parallèle. 20 3) Moteur à combustion interne à pistons rotatifs selon l'une des Revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface de déviation est formée par les faces frontales des organes de dé-. viation disposés au centre des cavités de combustion, et en ee que ces dernières sont élargies de façon correspondante dans la zone 25 des organes de déviation. 4) Moteur à combustion interne à pistons rotatifs selon . la Revendication 1, caractérisé en ce que la surface des organes de déviation est inclinée dans la direction de rotation, de préférence jusqu'au fond de la cavité->^e combustion. 30 5) Moteur à combustion interne à pistons rotatifs selon l'une des Revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les cavités de combustion sont coudées et/ou ramifiées à plusieurs reprises sur toute leur longueureten ce qu'elles sont constituées, de préférence à leur début et à leur extrémité, par deux branches dispo-35 sées parallèlement et à un certain intervalle l'une de l'autre, qui sont réunies dans leur partie médiane en un tronc commun élargi de façon correspondante, tandis que les surfaces de déviation sont constituées par les parties de paroi qui sont disposées au moins approximativement à angle droit par rapport au sens de rotation, aux points de transition. 69 05978 7 2003303 6) Moteur à combustion interne à pistons rotatifs selon l'une des Revendications 1 à 5 ci-dessus, caractérisé en ce que des élargissements des cavités de combustion, en forme de chambres de précombustion à turbulence, et qui ne sont pas traversés 5 directement par le gaz combustible, sont prévus aux emplacements de déviation du gaz combustible. 7) Moteur à combustion interne à pistons rotatifs selon la Revendication 6, caractérisé en ce que les chambres de précombustion à turbulence se trouvent dans la zone de la source d'al- 10 lumage, pendant l'allumage. 8) Moteur à combustion interne à pistons rotatifs, à compression d'air, selon l'une des Revendications 6 ou J, caractérisé en ce que l'injeetion d'une partie de la quantité de carburant mise en oeuvre est effectuée dans les chambres de précombus- 15 tion à turbulence, au moins pendant le démarrage.