Brevet FR2004816A1 — publié le 19691205

i 2004816 La présente invention est relative ausmoteurs à combustion interne et, en particulier, aux moteurs à deux temps. Sur les moteurs à piston à deux temps classiques, une charge d'air et de fcombustible est aspirée dans une chambre d'admission 5 située derrière le piston, pendant le début de la course de compression de ce piston. A la fin de sa course de détente, le piston découvre des lumières situées sur la paroi du cylindre, si bien que la charge comprimée est refoulée à travers ces lumières Jusque dans une chambre de combustion placée au-dessus du piston. 10 L'afflux d« combustible et d'air refoule hors du cylindre la plupart des produits de la combustion précédente, ces produits étant évacués à travers les lumières d'échappement du cylindre qui est ainsi rechargé pour la prochaine phase de compression et de combmstion. 15 Jusqu'à ce jour, la chambre d'admission ou de transfert a été généralement définie par le carter du vilebrequin. Le volume correspondant dans c« carter est suffisant pour loger le vilebre** quin et les tites des bielles, mais il est fréquemment beaucoup trop grand pour assurer de façon efficace le rôle d'une chambre S0 de transfert. Par conséquent, il est banal de rappeler que l'as-piratl» de la charge combustible et son transfert dans le cylin-dre s'effectuent avec un mauvais rendement. XI en résulte un balayage peu: efficace des produits de la combustion. Finalement, les moteurs à combustion à deux temps de type conventionnel 25 ont la plupart du temps un rendement inférieur à celui des moteurs à quatre temps( *t ils sont mal adaptés à une rotation à régime élevé» Ainsi, malgré l'avantage certain de donner lieu à une course de détente à chaque aller-et—retour du piston, au lieu d'une course utile pour quatre courses du piston, le moteur à deux 30 temps ne s'est pas développé aussi largement qu'il aurait pu le faire. La présente invention a pour but de réaliser un moteur à combustion interne à deux temps où la chambre d'aspiration et de transfert est de dimensions sensiblement équivalentes à celles 35 de la chambre de combustion, si bien que l'admission et le refoulement de chaque charge de mélange air/combustible s'effectuent de façon aussi efficace que dans un moteur à quatre temps de même cylindres Un moteur à combustion interne à deux temps selon l'inven-tion est caractérisé en ce qu'il comprend;un carter; extérieur 69 08375 2 2004816 définissant un espace central cylindrique dans lequel s'ouvrent deux chambres diamétralement opposées, chacune de ces chambres ayant dans le sens radial une paroi extérieure partiellement cylindrique dont l'axe coïncide avec celui de l'espace central; 5 un corps de distributeur tournant à l'intérieur de l'espace central qu'il remplit pratiquement en totalitédeux volets solidaires de ce corps de distributeur dont iJs dépassntradialement dans lesdites chambres, chacun de ces volets assurant un contact mobile étanche avec les parois de la chambre correspondante afin 10 de la partager en un volume de combustion et en un volume de transfert; un colleôteur d'admission communiquant avec est espace central; un collecteur d'échappement partant d* cet espace central en direction de l*extérieur du carter; vui passage d'admission au distributeur prévu dans le corps de distributeur de façon 15 à mettre ce collecteur d'admission alternativement en coinnica— tion avec les espaces de transfert du fait du mouvement rotatif oscillant de ce corps de distributeur} un passage de vanat d'échappement prévu dans ce corps de distributeur afin de mettre le collecteur d'échappement alternativement en conuaunication avec 20 lesdits espaces de combustion du fait de la rotation oscillante du corps de distributeur; des moyens d'allumage capables d'allu* mer un mélange d'air et de combustible dans les espaces de combustion à des instants prédéterminés; des passages de transfert dans ce carter peur que les gaz contenus dans chaque espaee d« 25 transfert ou d'aspiration puissent s'écouler vers l'espace de combustion correspondant, au cours d'au moins une partie de la période pendant laquelle l'espace de combustion en questien connu-nique avec le collecteur d'échappement; et des moyens pour transformer le mouvement rotatif oscillant du corps de distributeur 30 en un mouvement rotatif unidirectionnel d'un arbre dèraortie ou analogue. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une coupe transversale d'un moteur à combustion 35 interne selon l'invention. Fig. 2 en est une coupe suivant 2-2 (fig. l). Les deux figures sont schématiques en ce sens qu'elles montrent seulement les principales pièces de la structure d'un moteur selon l'invention, sans illustrer les accessoires de ^0 type connu tels que par exemple, les systèmes d'alimentation en 69 08375 3 2004816 combustible, le dispositif de graissage et les accessoires d'allumage . Le carter extérieur du moteur représenté sur les dessins comprend plusieurs pièces moulées référencées de 3 à 9« Ces pièces 5 sont vissées'ensemble ou assemblées par tous autres moyens afin de définir un espace central cylindrique 10 dans lequel dsboudhent deux chambres radiales, diamétralement opposées. Chacune de ces chambres possède à l'extérieur dans le sens radial, une paroi extérieure 11 ou 12 partiellement cylindrique 10 centrée sur l'axe de l'espace central 10» L'élément 3 du carter définit aussi un collecteur d'admission 13 qui communique avec l'espace central, et un collecteur d'échap— periftfc 14 qui communique lui-aussi avec l'espace central 10 et se trouve diamétralement opposé au collecteur d'admission 13» 15 Les éléments 5 à 8 du carter servent de supports à des pa liers 15 «t 16 de type connu, à aiguilles ou à rouleaux ainsi qu'$. une butée à billes 17 à gorge profonde» Dans ces différentes roulements tourne un vilebrequin 18 qui porte le corps du distributeur» £0 Préférablement, le» pièces principales du carter correspon dant directement à ces chambres sont munies d'ailettes extérieures 19 prévues pour évacuer la chaleur en direction de l'atmosphère extérieure au moteur. En variante, le carter peut être réalisé à double pariai, l'espace intermédiaire des parois étant prévu 25 pour définir des chemises d'eau de refroidissement. I Le carter 3 «st muni de trous taraudés 20 destinés à recevoir des bougies d'allumage classiques dont les électrodes pénètrent à l'intérieur des chambres. Le corps 21 d'un distributeur est calé sur une extrémité 30 conique du vilebrequin de support 18 et il remplit pratiquement l'espace central 10. Les faces du corps 21 du distributeur peuvent être en contact glissant avec les surfaces environnantes du bloc ou carter. 35 De préférence, on intercale âes organes d'étanchéité entre . le corps du distributeur et le carter afin d'assurer entre eux une jonction étanche le long des zones qui s'étendent autour des ouvertures de ces chambres. De tels éléments d'étanchéité peuvent être constitués par des segments élastiques 22 logés dans 40 des gorges qu'on prévoit entre les éléments k et 5 du. carter, 69 08375 * 2004816 ✓ tandis que par ailleurs on monte des organes d'étanchéité 23 analogues à ceux qui vont être décrits plus loin pour les vannes» Le corps 21 du distributeur comporte deux rainures longitudinales creusées dans sa surface cylindrique et qui constituent $ des passages d'admission 25 et d ' ecliappeinent 24 qui servent à mettre en communication les collecteurs d'échappement et d'admission avec l'intérieur des chambres précitées, cette mise en communication ayant lieu à des intervalles de temps réguliers ainsi que cela sera décrit plus loin. - 10 Des vannes creuses ou volets 26 dépassent radialement hors du corps 21 du distributeur pour pénétrer dans les chambres et diviser chacune d'elles en un espace de combustion 27 et en un espace d'aspiration 28. La disposition des volets 26 et des deux passages 2k et 25, 15 ainsi que leurs dimensions, sont choisies de façon que lorsque le corps 21 du distributeur se trouve en position médiane, les collecteurs d"admission 13 et d'échappement l4 soient tous deux séparés des chambres ; au contraire, quand le corps 21 du distributeur est à l'une des extrémités de sa course (par exemple dans 20 la direction illustrée sur la fig. l), le collecteur d'échappement 14 communique avec l'éspace de combustion 27 de l'une de« chambres alors qu'il est séparé de l'autre chambre, le collecteur par d'admission 13 communiquanWcontre avec l'espace d'aspiration 28 de cette seconde chambre alors qu'il est séparé de celui de la 25 première $ lorsque le corps 21 du distributeur est à son autre position de fin de course dans la direction opposée, la disposition est analogue à cette différence près que les collecteurs d'admission et d'échappement communiquent avec les chambres dont ils étaient précédemment séparés. 30 Le mouvement du corps 21 du distributeur et des volets 26 se limite à des oscillations de rotation obtenues, par exemple à l'aide d'une bielle 29 qui relie le man^eton du vilebrequin 18 à un vilebrequin de puissance (non représenté) dont le moteur est pourvu. 35 Les volets 2Ç peuvent être équipés d'organes d'étanchéité analogues aux organes 23 et constitués par exemple par des lames ou barrettes 30 disposées dans des gorges à la périphérie des volets 26, afin de prendre appui sur les faces adjacentes du carter ou bloc pour assurer l'etanchéité aux gaz, de la même kO façon que des segments classiques de pistons disposés entre le 69 08375 5 2004816 piston et le cylindre d'un moteur à combustion de type connu. On voit sur la fig. 2 que les baxrettes d'étanchéité 30 sont maintenues en contact avec le carter par des moyens élastiques constitués par exemple par des ressorts ondulés 31 qu'on 5 dispose derrière les barrettes 30, sur le fond des gorges creusées dans les volets 26. Des passages de transfert constitués dans 1'«xemple illustré par des cavités 32 creusées dans les parois latérales des chambres, sont prévues pour permettre l'écoulement des gaz d'un 10 côté à l'autre d'un même volet 26 lorsque celui—ci est en fin de course ou près du point mort ; à cet instant, les gaz s'écoulent de ).'un des côté* du volet à l'autre à travers ces cavités 32, pour coufr On comprend que le moteur qui vient d'être décrit soit 15 symétrique par rapport à un plan horizontal central. Pour la clarté du texte, le fonctionnement sera expliqué seulement pour le volet et la chambre situés au-dessus de ce plan de symétrie. On voit que l'autre chambre et l'autre volet placés au—dessous de ce plan central fonctionnent de la même façon, avec un 80 déphasage de 180* par rapport à la chambre et au volet du haut. L's£Luaage, qui peut être considéré comme le point de départ du cycle, a lieu lorsque le volet 26 du haut de la fig. 1 est en fin de course, ou près du point mort comme représenté. Le voloae de l'espace mort, c'est-à-dire celui de l'espace de com— 25 bustion 27 placé en avant du volet, est alors très faible* A cet instant, l'espace de combustion est fermé tandis que l'espace d'admission 28 situé derrière le volet 26 est maximum. De plus, cet espace 28 se trouve relié depuis un certain temps déjà au collecteur d'aspiration 13 par l'intermédiaire du passage d'admis-30 sion 25. A son extrémité extérieur, le collecteur d'aspiration 13 est pourvu d'un carburateur de type connu, ou de tout autre système classique capable de fournir un mélange air/combustible. Par conséquent, une charge de mélange air/combustible a été aspirée 35 dans l'espace 28 qu'elle remplit. A l'allumage, le combustible brûle et les gaz repoussent le volet 26 suivant une course utile de travail ; très peu de temps après le début de cette course, le corps 21 du distributeur referme de façon étanche l'espace d'admission 28 derrière le 40 volet, si bien que commence la compression de la charge air/ 69 08375 6 2004816 combustible admise. Ensuite, lérsqu'il approché de la fin de sa course de travail le corps 21 du distributeur met l'esîra/ce d» combustion 27 «n communication avec le collecteur d'échappement 14 ; sensiblement 5 au même instant, le bord extérieur du volet 26 parvient au niveau des passages de transfert 32, si bien que la charge de gaz frais comprimes s'écoule autour de ce bord du volet pour venir remplir l'espace de combustion 27 et repousser devant elle las produits de la combustion précédente ; ces gaz brûlés sont 10 alors évacués par le collecteur d'échappement 14. Le sens du mouvement du corps 21 du distributeur et du volet 26 s'inverse, si bien que la charge de gaz frais se trouve à nouveau comprimée en avant du volet 26, tandis qu'une nouvelle charge de mélange air/combustible est admise dans l'espace de 15 transfert 28 derrière ce même volet. Le mouvement se poursuit jusqu'à l'allumage, c'est—à—dire jusqu'à l'instant choisi comme point de départ du cycle. Un nouveau cycle peut ensuite recommencer. On voit que les moteurs selon l'invention peuvent être réa-20 Usés suivant des formes et dimensions très différentes, en fono* tion des performances désirées et du genre de travail prévu. En particulier, les passages de transfert peuvent être modifiés si on le désire, et être3ogés dans les parois extérieuxw ou incurvées'des chambres. Au lieu d'un corps de distributeur 25 calé sur l'extrémité en porte à faux d'un arbre, on pourrait monter ce distributeur sur un arbre porté *de part et d'autre de l'espace central par des paliers, ou bien même le réaliser d'une pièce avec cet arbre. Les formes et dimensions des deux chambres peuvent être différentes de ce qui a été représenté sur les 30 dessins et les moyens utilisés pour transformer le mouvement oscillant rotatif du corps du distributeur et des volets en un mouvement circulaire continu peuvent revêtir tout aspect conventionnel » Si on le désire, il est possible de monter plus de deux 35 chambres pour coopérer avec chaque espace central j dans ce cas, on prévoit sur le corps du distributeur, un nombre correspondant de volets. De même on pourrait réaliser des moteurs multiples comportant plusieurs corps de distributeurs associés à des volet% ces trorps étant alignés chacun dans son propre bloc ou carter, 40 les carters voisins pouvant avoir enfin des parois communes. 69 08375 7 2004816 Comme précédemment indiqué, la réalisation pratique de l'invention suppose l'emploi de systèmes d'alimentation en combustible, d'allumage, ou analogues, Les organes en mouvement de ces systèmes peuvent être entraînés à partir de l'arbre de 5 sorti* du moteur ; ceci mis à part, ces sî^stèmes sont d'un type tout à fait classique. ÇAD ORDINAL' 69 08375 8 2004816 REVENDICATIONS 1 - Moteur à combustion interne à deux temps, caractérisé en ce qu'il comprend: un carter extérieur définissant un espace central cylindrique dans lequel s'ouvrent deux chambres diamétralement opposées, chacune de ces chambres ayant dans le sens 5 radial use paroi extérieure partiellement cylindrique dont l'axe coïncide avec celui de l'espace central; un corps de'distributeur tournant à l'intérieur de l'espace central qu'il remplit pratiquement en totalité; deux volets solidaires de ce corps de distributeur dont i3s dépasaerfc radialement dans lesdites chambres, Jl.,0 chacun de ces volets assurant un contact mobile étanche avec les parois de la chambre correspondante afin de la partager en un volume de combustion et en un volume de transfert; un collecteur d'admission communiquant avec cet espace central; un collecteur d'échappement partant de cet espace central en direction de l'extérieur du carter; un passage d*admission au distributeur prévu dans le corps de distributeur de façon à mettrs ce collecteur d'admission alternativement en communication avec les espaces de transfert du fait du mouvement rotatif oscillant de ce corps de distributeur5 un passage de vanne d*échappement ■£o prévu dans ce corps de distributeur afin de mettre le collecteur d'échappement alternativement en communication avec lesdits espaces de combustion du fait de la rotatio®. oscillante du corps de distributeur; des moyens d'allumage capables d'allumer un mélange d'air et de combustible dans les espaces de combustion à des instants prédéterminés; des passages de transfert dans ce carter pour que les gaz contenus dans chaque espace de transfert ou d'aspiration puissent s'écouler vers l'espace de combustion correspondant, au cours d'au moins une partie de la période pendant laquelle l'espace de combustion en question communique 3^ avec le collecteur d'échappement; et des moyens pour transformer le mouvement rotatif oscillant du corps de distributeur su un mouvement rotatif unidirectionnel d'un arbre dé sortie . ou analogue» 2 — Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaqua volet est muni d'organes d'étanchéité pour assurer une jonction étanche aux gaz entre le volet et le bloc ou carter. 3 « Msteursuivant tune ou plusieurs à®s revendications l.et 2 s caractérisé eia ce que les éléeicïJta d!ê tanche!té sont izÊSTG&lêe. BAD ORIGINAL 69 08375 s 2004816 entre le corps du distributeur et le bloc ou carter pour assurer un contact étanclie entre ce corps de distributeur et le carter le long des zones qui s'étendent autour des ouvertures des chambres. 5 k « Miteur suivant une ou plusieurs de* revendications 1 à k, caractérisé en ce que les passages de transfert sont constitués par des cavités creusées dans les faces du carter qui définissent les chambres. 5 — Moteur suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 10 ht caractérisé en ce que le corps du distributeur est monté sur un vilebrequin, tandis que les moyens pour transformer le mouvement rotatif oscillant de ce corps de distributeur en un mouvement rotatif unidirectionnel comprennent une bielle qui relie un san/eton de ce vilebrequin de support à un autre vilebrequin 15 qui constitue l'arbre de sortie de puissance du moteur.