Brevet FR2268947A1 — publié le 19751121

La présente invention constitue un moteur à explosion utilisant un carburant classique et produisant directement un mouvement rotatif. Dans les moteurs à explosion connus le mouvement rotatif est - soit obtenu directementmais avec un moteur constitué de pièces d'un usinage délicat ; il s' ensuit d'une part une usure rapide- des pièces en contact pendant le fonctionnement du moteur, d'autre part des problèmes d'étanchéité de la chambre d'explosion difficiles à résoudre correctement dlou où une déper- diction de l'énergie produite. - soit obtenu indirectement d'où une très forte déperdition de l'énergie produite. La présente invention permet d'éviter ces inconvénients. Le mouvement rotatif est obtenu directement et les pièces essentielles du moteur sont d'un usinage simple ; il s'ensuit d'une part une usure réduite des pièces en contact pendant le fonctionnement du moteur et d'autre part des problèmes d'étanchéité de la chambre dtexplosion résolubles avec des solutions clas- siques et éprouvées d'où une économie importante de l'énergie produite. Le moteur objet de l'invention est représente. en coupe en ordre de marche figure 2. Le corps du moteur est constitué par le cylindre fermé à ses extrémités représenté figure 1. Les faces planes de ce cylindre sont percées en leur centre de deux trous J dans lesquels s1 ajuste et tourne librement l'arbre moteur représenté en vue de face figure 5 st vue de gauche figure 6. Sur l'une de ces faces planes un trou taraudé reçoit la bougie d1 allumage I représentée montée figure 2, électrodes tournées vers l'intérieur du cylin- dre et reliée à un système d'allumage classique. Sur le pourtour du cylindre sont percés les trous L où passent les verrous R -figure 1- et fraisés le trou g, correspondant à l'admission, où se meut la soupape d'admission C-figure 1- et l'échappement X ouverture où se meut la soupape d'échappement D -figure 2-. Dans la glissière en T frai sée dans l'arbre moteur se meut le va-et-vient représenté en vue de face figure 3 et vue de gauche figure 4. Ce va-et-vient comporte les têtes aux extrémités demi-sphériques N, O, P et Q. Les mouvements de ces verrous, soupapes et va-et-vient sont en relation avec celui du moteur et peuvent etre commandés par lui mécaniquement. Sur l'arbre moteur stajustent et tournent librement les balais À et B respectivement représentés en vue de face figures 11 et 10 et vue de dessus figures 13 et 12. Pontés sur l'arbre, ces balais stajustent également au cylindre dans lequel ils tournent librement, le rayon de leurs extrémités étant égal au rayon du cylindre.Chaque balai comprend, dans des plans perpendiculaires à l'aie de rotation, deux glissières de dégagement où peuvent circuler librement les têtes du va-et-vient et, parallèlement à l'axe, six glissières de blocage : lorsque les t8tes du va-et-vient sont engagées dans une glissière de blocage dlun des balais, celui-oi devient solidaire de arbre moteur. Chaque balai comporte également à sa tête trois évidements demi-sphériques de même rayon que les extrémités des verrous H. Lorsque les verrous R s'abaissent sur un balai, ils l'immobilisent -figure 2- et l'arbre moteur peut continuer à tourner sans lui. I1 est à remarquer que le choix du nombre de verrous et d'évidements correspondants sur les balais et le choix du nombre de glissières de déga gement et de t es de va-et-vient correspondantes sont arbitraires et peu- vent être différents sans que cela nuise au bon fonctionnement du moteur. La figure 2 permet de constater que la forme des balais a été étudiée pour que, placés côte à côte, subsiste entre eux un évidement qui correspond au volume où est comprimé le carburant et joue donc le rible de chambre d'explosion. Les figures 7, 8 et 9, faites; pour faciliter l'explication du fonctionnement ih va-et-vient, représentent en coupe les balais Â et B et les têtes du va-et-vient tels qu'ils se situent les uns par rapport aux autrea dans le moteur en ordre de marche. Les mouvements du va-et-vient commandent tros possibilités - figure 7 : le va-et-vient est en position ostreme droite ; lorsque l.ar- bre moteur tourne, les têtes N et Q tournent librement dans les glissières de dégagement du balai B. Celui-ci reste donc indépendant du mouvement de l'arbre moteur.Par contre les tStes; O et P situées alors dans les rainures de blocage du balai Â le solidarisent avec l'arbre moteur. La rotation de celui-ci entratne donc la rotation du balai À et réciproquement. - figure 8 : le va-et-vient est en- position centrale ; les testes N et Q, situées alors dans les rainures de blocage du balai B,le solidarisent avec l'arbre moteur ; de même les têtes 0 et P, situées alors dans les rainures de blocage du balai À le solidarisent également avec l'arbre moteur . La rotation de l'arbre moteur entratne donc la rotation des deux balais et réciproquement. - figure 9 : le va-et-vient est en position extrtme gauche 3 lorsque l'ar- bre moteur tourne, les têtes 0 et P tournent librement dans les glissières de dégagement du balai À qui reste donc indépendant du mouvement de l'arbre moteur. Par contre les têtes N et Q, situées alors dans les rainures de blocage du balai B, le solidarisent avec l'arbre moteur. La rotation de celui-ci entratne donc la rotation du balai B et réciproquement Placés c8te à c8te comme c'est le cas figure 2, les deux balais forment entre eux un angle au centre de X degrés.Dans cette position les rainures de blocage de l'un doivent s'aligner aveo celles de l'autre pour permettre la circulation du va-et-vient ce qui suppose entre elles, lors de leur usinage, un positionnement différent sur chacun des balais, un décalage de X degrés de leurs angles an centre respectifs étant nécessaire ainsi qu'il apparaît par la comparaison des figures 10 et ll L'intervalle entre deux rainures de blocage voisines sur un musse balai, compte tenu de l'angle au centre occupé par chaque balai, devant être de deux X degrés, l'angle X doit impérativement être le quotient de 360 degrés divisés par un nombre entier pair.Le nombre six ayant été choisi pour cette description, l'angle au centre entre deux rainures voisines sur un meme balai est donc de 60 degrés et le décalage entre les rainures des balais À et B est de 30 degrés Dans les figures 14 à 21, figures simplifiées qui seront plus particulièrement utilisées pour l'exposé du fonctionnement du moteur, le sens de rotation de l'arbre moteur èt des balais est celui des aiguilles d'une montre. Figure 14 : la mise en marche du moteur est assuré par un système classique de démarrage. Verrous abaissés sur le balai B et l'immobilisant, va-et-vient comme indiqué figure 7, donc arbre moteur désolidarisé du balai B et solidarisé avec le balai A, l'ensemble arbre moteur-balai A tourne dans le cylindre, soupape d'admission ouverte d'où admission de carburant, et soupape d'échappement ouverte également d'où expulsion des gaz brdlés de la précédente combustion. Figure 15 : sa rotation terminée le balai A rejoint le balai B et se plaque contre lui. Simultanément les verrous libèrent le-balai B, le va-etvient se place comme indiqué figure 8, donc solidarisant les deux balais avec 1' arbre moteur, et la soupape d1 échappement se ferme. Les deux balais tournent ensemble entraînés par l'arbre moteur. Figure 16 : quand le balai À arrive en face des verrous, ceux-ci nt/ s'abaissent sur lui et l'immobilise=. Simultanement le va-et-vient se place comme indiqué figure 9, donc désolidarisant le balai A de l'arbre moteur qui reste solidarisé avec le balai B seulement. L'ensemble arbre moteurbalai B tourne dans le cylindre, soupape d1admission toujours ouverte d'où admission d'un deuxième volume de carburant, et soupape d'echappement toujours fermée dsoù compression du premier volume de carburant admis. Figure 17 : sa rotation terminée, le balai B rejoint le balai A et se plaque contre lui. Simultanément les verrous libèrent le balai h, le va-etvient se place comme indiqué figure 8, donc solidarisant les deux balais avec l'arbre moteur, et a soupape d'admission se ferme. Les deux balais tournent ensemble, entraînés par l'arbre moteur et maintenant comprimé entre eux le premier volume de carburant admis. Figure 18 : quand le balai B arrive en face des verrous, ceux-ci s'abaissent sur lui et l'immobilisent. Simultanément le va-et-vient se place comme indiqué figure 7, désolidarisant le balai B de l'arbre moteur qui reste solidarisé avec le balai A seulement, et une Etincelle électrique entre les électrodes de la bougie provoque l'explosion du premier volume de carburant admis. Llensemble arbre moteur-balai A tourne dans le cylindre, propulsé par l'expansion des gaz et comprimant devant lui le deuxième volume de carburant admis. Figure 19 : sa rotation terminée le balai A rejoint le balai B et se plaque contre lui. Simultanément les verrous libèrent le balai B, et le sa, et-vient se place comme indiqué figure 8 ,solidarisant les deux balais avec 11 arbre moteur. Les deux balais tournent ensemble, entraînés par 11 arbre moteur et maintenant comprimé entre eux le deuxième volume de carburant admis, et la soupape d'échappement rouvre d'ou début d'échappement des gaz brft1s de la première combustion. Figure 20 : quand le balai A arrive en face des verrous ceux-ci s' abaissent sur lui et 1 1immobilisent. Simultanément le va-et-vient se. place comme indiqué figure 9, désolidarisant le balai A de l'arbre moteur qui reste solidarisé avec le balai B seulement, et une étincelle électrique entre les électrodes de la bougie provoque l'explosion du deuxième volume de carburant admis. L'ensemble arbre moteur-balai B tourne dans le cylindre, propulsé par 11 expansion des gaz et repoussant devant lui les gaz biles de la première combustion. Figure 21 : sa rotation terminée le balai B rejoint le balai À et se plaque contre lui. Simultanément les verrous libèrent le balai À et le vaet-vient se place comme indiqué figure 8, solidarisant les deux balais avec l'arbre moteur. Les deux balais tournent ensemble entraînées par l'arbre moteur, les gaz brillés de la deuxième combustion commencent à s'échapper et la soupape d'admission s'ouvre. Figure 14 : c'est le premier temps d'un nouveau cycle qui commence. Quand le balai R arrive en face des verrous ceux-ci s'abaissent sur lui et l'immobilisent. Simultanément le va-et-vient se place comme indiqué figure 7, désolidarisant le balai B de l'arbre moteur qui reste solidarisé avec le balai A seulement. L'ensemble arbre moteur-balzi A tourne dans le cylindre, assurant une nouvelle admission et chassant devant lui les gaz brilés de la deuxième combustion. Les quatre rotations décrites sont donc, les deux premières consommatrices d'énergie, les deux suivantes motrices. Ce moteur de base accouplé en ligne à un moteur semblable sur un même arbre moteur, les temps consommateurs d'énergie de l'un correspondant aux temps moteurs de l'autre, permet dlobtenir un ensemble dont tous les temps sont moteurs. Ce moteur est utilisable comme tout moteur à explosion classique. REYNDI CATI O NS 1 - Moteur à explosion utilisant un carburant classique et produisant directement un mouvement rotatif, caractérisé par le fait que le mouvement rotatif de l'arbre moteur est obtenu dans le cylindre où il tourne par la rotation successive ou conjointe de deux balais alternativement - et momentanément ensemble - solidarisés avec l'arbre par un va-et-vient ou immobilisés par des verrous, réalisant ainsi en un premier temps l'admission du carburant et l'expul- sion des gaz brdlés de la précédente combustion, en un deuxième temps la compression du carburant admis et une nouvelle admission, en un troisième temps la transmission à l'arbre moteur de l'énergie produite par ltexplo- sion du premier volume de carburant admis et la compression du deuxième, et en un quatrième temps la transmission à 11 arbre moteur de l'énergie produite par l'explosion du deuxième volume de carburant admis et l'expulsion des gaz brûlés de la précédente combustion. 2 - - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'accouplé à un autre moteur semblable sur un même arbre, les deux temps moteurs de l'un correspondant aux deux temps consommateurs d'énergie de 11 autre, l'ensemble constitue un moteur dont tous les temps sont moteurs. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les balais assurent Il étanchéité dans le cylindre entre les chambres d'admission, de compression, d'explosion et d'échapnement qui se constitue ocessivement et conjointement entre eux. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les balais constituent les surfaces où 51 exerce la force produite par l'explosion du carburant. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le va-et-vient solidarise à tour de ralle ou conjointement les balais avec l'arbre moteur. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les balais transmettent à tour de ralle à l'arbre moteur l'énergie produite par l'explosion du carburant. 7 - Dispositif selon la revendication 5, caractérise par le fait que les deux balais, en tournant alternativement dans le cylindre, provoquent l'admission du carburant, sa compression et l'expulsion des gaz brûlées,