Brevet FR2275649A1 — publié le 19760116

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Armant FROUUAJOU concerne les moteurs A explosions à bloc- cylindres rotatif, fonctionnant suivant le cycle à quatre temps. De façon plus précise elle se rapporte a un moteur à explosions du type comprenant un stator dans lequel sont ménagés des orifices d'admission et d'échappement, un rotor reçu dans le stator et délimitant des cylindres dans lesquels se déplacent des pistons une chambre de combustion étant délimitée, dans chaque cylindre, entre le piston et la paroi interne du stator, des moyens étant prévus pour que le mouvement de rotation du rotor soit lié aux mouvements alternatifs des pistons, de telle sorte que lesdits orifices d'admission et d'échappement se trouvent en communication avec chaque cylindre, respectivement pendant les phases d'admission et d'échappement d'un cycle à quatre temps. On sait que les gaz d'échappement des moteurs à explosions à quatre temps contiennent un certain pourcentage de polluants comprenant, notamment, de l'oxyde de carbone et des hydrocarbures imbrfllês. On sait également que l'on peut réduire notablement le pourcentage de ces polluants rejetés dans l'atmosphère en réalisant une post-combustion de ces gaz dans le conduit d'échappement, le plus près possible de la sortie du moteur afin de bénéficier de la température la plus élevée'possible. Cette post-combustion est provoquée en introduisant de l'air dans le conduit d'échappement. mn présence de cet état de la technique, le but de l'invention est de réaliser un agencement permettant d' amélio- rer la combustion de l'oxyde de carbona et des hydrocarbures imbrtlés, dans le cas d'un moteur à bloc-cylindres rotatif, tout en améliorant le coefficient de remplissage des chambres de combustion. L'invention porte ainsi sur un moteur du type précité, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins uiorifLced'ition d'air, ménagé dans le stator au voisinage d!un orifice d'échappement, et adapté pour déboucher dans un cylindre,lorsque ce dernier est en communication avec ledit orifice d'érhappement. Suivant un mode de réalisation, ledispositif d'ali mentation en air comprend une pompe entrainée à partir du moteur. Suivant un autre mode de réalisation. le dispositif d'alimentation en air comprend le moteur lui-meme qui est dutypue dans Vqual å chaque tour du rotor, un aller-retour de chaque piston dans son cylindre est utilisé pour remplir une fonction d'aspiration et de refoulement. L'invention va être décrite plus en détail c1- dessous, à propos de deux modes de réalisation et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe transversale axiale d'un moteur auquel s'applique l'invention: la Fig. 2 est une vue en coupe partielle suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1: la Fig. 3 est un diagramme montrant les différentes phases du cycle de fonctionnement pour un demi-tour du rotor: les Fig. 4, 5. 6 sont des vues correspondantes pour l'application de l'invention à un moteur du type décrit dans la demande de brevet français n" 74.02 390 déposée le 24 Janvier 1974, la Fig. 5 étant prise suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4. Dans le mode de réalisation des Fig. 1 et 2, un moteur conforme à l'invention comprend un stator 1 de forme extérieure à peu près cylindrique, réalisé en deux parties et ménageant un volume intérieur 2, limité par une surface de forme sphérique 3 de centre 0. Le volume 2 est limité latéralement par deux flasques 4, 5 et par un portesatellites (non visible sur le dessin). Dans ce stator est monté un rotor 6 dans lequel sont ménagés trois cylindres 7, 8, 9 dont les axes concourent au point 0. Dans chaque cylindre est reçu un piston 10, 11, 12 relié par une bielle 13, 14, 15 à un maneton unique 16 d'un vioebrequin 17. Le rotor et le alebrequin sont montés rotatifs autour d'un axe passant par le point O et des moyens da transmission (non représentés) sont prévus pour que la vitesse de rotation du vilebrequin soit égale à trois fois celle du rotor, et de sens inverse. Les volumes délimités dans chaque cylindre. entre le piston et lestator, constituent les chambres de combustion du moteur et il est prévu dans le stator des orifices d'admission 18, 19 et d'échappement 20, 21 convenablement répartis, ainsi que deux bougies d'allumage 22, 23. Suivant l'invention, cet ensemble est complété par des buses d'injection d'air 24, 25. disposées chacune au voisinage d'un orifice d'échappement 20. 21 et de. préférence orientées obliquement, dans le sens de rotation du rotor et vers le cetre du moteur. Ces buses sont reliées à un dispositif d'alimentation en air comprenant une pompe 26, entraînée à partir du vilebrequin du moteur, par exemple par une courroie 27 ou analogue. et, de préférence, une capacité 28 formant volant. On voit mieux sur la Fig. 2 la position relative d'une buse et de l'orifice d'échap pement adjacent. Quand au diagramme de la Fig. 3 qui représente les positions successives d'une chambre de combustion par rapport au stator ainsi que les divers " temps " du cycle de fonctionnement et les positions des points morts hauts (H) et des points morts bas (B), il permet d'apprécier la dimension et la position d'une buse, 24 par exemple, par rapport à celles d'un orifice d'échappement 20 et da constater que lors de la phase " échap pement n du cycle à quatre temps, l'introduction d'air se fait dans le cylindre mEme, alors que les gaz sont à une température très élevée. L'orientation de la buse d'injection crée un mouvement tourbillonnaire qui provoque un brassage intense.Ces deux éléments favorisent l'oxydation poussée de l'oxyde de carbone et des hydrocarbures imbrulés dont le pourcentagé restant dans les gaz rejetés dans l'atmosphère est ainsi particulièrement bas. De plus le balayage des cylindres par de l'air chasse complètement les gaz brillés. Le volume de la chambre de combustion au point mort haut ne contient plus alors que de l'air, ce qui améliore le remplissage et, par conséquent. augmente le couple et la puissance du moteur à cylindrée égale. Le moteur représenté aux Fig. 4 et 5 est du type décrit dans la demande de brevet français nO 74 02 390, déposée le 24 Janvier 1974 par les demanderesses, Ce moteur comporte également un stator 31 en deux parties, ménageant un volume intérieur limité par une surface sphérique 32 de centre 0. Ct volume est limité latéralement d'un côté par un flasque 33 et de l'autre par un flasque 34 et un porte-satellites 35 (Fig. 5). Dans le-stator est reçu un rotor 36 également an deux parties, enserrant des chemises da cylindres 37, 38, 39, 40. Dans ces cylindres, opposés deux à deux, sont montés des pistons 41, 42, 43, 44, reliés deux à deux par des entretoises 45, 46. Un vilebrequin 47 comporte un maneton 48 excentré par rapport à l'axe X-X commun au vilebrequin et au rotor, et sur lequel est monté rotatif un balancier 49 comportant une portée centrale 50 tourillonnée dans un alésage de l'entretoise 46 et deux portées latérales 50a tourillonnées dans les alésages de l'entretoise 45. Les volumes délimités dans chaque cylindre entre le piston et le stator constituent les chambres de combustion du moteur. Le stator est muni, par ailleurs, de conduits et d'orifices d'admission 51, 52, d'échappement 53, 54 ainsi que de bougies d'allumage 55, 56, convenablement répartis à sa périphérie. De plus ce stator comporte un orifice d'aspiration 57 et un orifice de refoulement 58, étant entendu que les moyens de transmission prévus entre le rotor, le stator et le vilebrequin sont adaptés pour que, comme représenté à la Fig. 6, quatre aller et retour d'un piston dans son cylindre correspondent à deux cycles complets d'un moteur à explosions à quatre temps, tandis que le cinquième aller et retour est utilisé en pompe à air, grace aux orifices 57, 58. On pourra se reporter à la demande de brevet précitée pour avoir une description plus complète de ce type de moteur et de son fonctionnement, qu'il n'est donc pas utile de reprendre en détail dans ce mémoire. Suivant l'invention, il est prévu au voisinage de chaque orifice d'échappement 53, 54 une buse d'injection d'air 59, 60, orientée obliquement, de facon à etre dirigée, dans la position de la Fig. 5, vers la partie centrale de la chambre de combustion adjacente. Chaque buse est reliée à une capacité 61 dans laquelle débouche un conduit 62 relié à l'orifice de refoulement 58. Un clapet anti-retour 63 est placé dans le conduit 62 et la capacité 61 comporte un clapet taré 64 de décharge. Dans ce mode de réalisation, le fonctionnement et les avantages du perfectionnement suivant l'invention sont h;uu près les mêmes que dans le mode de réalisation des Fig. 1 à 3, la seule différence résidant dans le fait que c'est le moteur lui-mAime qui fait office de pompe et fournit l'air de postcombustion injecté dans les chambres de combustion lors de la phase d'échappement de chaque cycle. Il est inutile de prévoir une pompe supplémentaire et des moyens d'entrainement, ce qui donne un ensemble plus impact. On notera que pour simplifier la fabrication, les orifices d'dchappement sont ménagés dans l'un des demistators, tandis que les buses d'injection d'air sont prévues sur l'autre demi-stator, en face de l'orifice d'échappement associé, et, ce, dans les deux modes de réalisation. RVwNDICATIONS 1 - Moteur à explosions du type comprenant un stator dans lequel sont ménagés des orifices d'admission et d'échappement, un rotor reçu dans le stator et délimitant des cylindres dans lesquels se déplacent des pistons, une chambre de combustion étant délimitée, dans chaque cylindre, entre le piston et la paroi interne du stator, des moyens étant prévus pour que le mouvement de rotation du rotor soit lié aux mouvements alternatifs des pistons, de telle sorte que lesdits orifices d'admission et d'échappement se trouvent en communication avec chaque cylindre, respectivement pendant les phases d'admission et d'échappement d'un cycle à quatre temps, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un orifice d'injection d'air (24, 25 59, 60), ménagé dans le stator (1 31) au voisina-ge d'un orifice d'échappement (20, 21; 53, 54) et adapté pour déboucher dans une chambre de combustion lorsque cette dernière communique avec ledit orifice d'échappement. 2 - Moteur sutant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque orifice d'injection d'air est constitué par une buse (24, 25: 59, 60) reliée à un dispositif d'alimentation en air. 3 - Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite buse est orientée obliquement dans le sens de rotation du bloc-cylindres et vers le centre du moteur. 4 - Moteur suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en air comprend une pompe (26) entrainée à partir du moteur. 5 - Moteur suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé ence que le dispositif l'alimentation en air comprend le moteur lui-meme qui est du type dans lequel à chaque tour du rotor,un aller-retour de chaque piston dans son cylindre est utilisé pour remplir une fonction d'aspiration et de refoulement. 6 - Moteur suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'une capacité (28; 61) est prévue entre l'orifice de refoulement de la pompe à air ou du moteur, et le ou chaque orifice d'injection d'air. 7 - Moteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'un clapet anti-retour (63) est disposé dans le conduit (62) reliant l'orifice de refoulement du moteur (58) et la capacité (61). 8 - Moteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le stator est réalisé en deux parties, caractérisé en ce que les orifices d'échappement sont ménagés dans l'un des demi-stators, tandis que les buses d'injection d'air sont portées par l'autre demi-stator.