Brevet FR2267451A1 — publié le 19751107

L@. présente invention concerne un moteur à combustion interne à éléments rotatifs. Actuellement, les moteurs à combustion interne, appelés cour@mment moteurs à explosions, sont du type alternatif ou du type rotatif, et se subdivisent en moteurs à quatre temps ou à deux temps, d'après leur fonctionnement. On sait que les moteurs à combustion interne du type alternatif nécessitent un embiellage ordinaire pour transformer le mouvement alternatif en un mouvement rotatif. On connait les inconvénients d'un tel dispositif@ la bielle subit des contraintes importantes de fatigue, résultant de la composition d'efforts rapidement variables et de couples fléchissants alternatifs produits par les forces d'inertie de la masse propre de la bielle. Tout en jouissant d'une grande simplicité constructive, puisqu'ils ne comportent que des pièces tournantes, les moteurs à combustion interne du type rotatif ont toutefois certains inconvénients, par exemple un c@ractère précaire des segments d'étanchéité, qui fait qu'ils ne possèdent pas une sureté de marche suffiaante. Si l'on considère le mode de fonctionnement des moteurs à combustion interne, on voit que le moteur à deux temps est caractérisé, d'une part par une simplicité mécanique absolue qu@ entraine une diminution @@ poids et de l'encombrement, et d'autre part par la difficulté de concilier certaines exigences contradiotoires, par exemple expulser au maximum la masse des gaz brulés et admettre en même temps la quantité maximale de mélange frais, tout en évitant qu'une partie de ce mélange frais soit perdue dnas l'échappement. Le fonotionnement du moteur à quatre temps ne sou@fre d'aucune des difficultés précédentes, mais il a une construction plus compliquée, car il a besoin de soupapes et de divers organes pour commander ces soupapes. L'objectif de la présente invention consiste précisément à réaliser un moteur à combustion interne qui évite les inconvénients propres aux types connus, en unissant l@ simplicité constructive du moteur à deux tamps avec la qualité et sureté de fonctionnement du moteur à quatre temps. Ces objectifs ains que d'autres qui ressortiront mieux par la suite, sont atteinte par @n moteur à combustion interne à éléments rotatifs, caractérisé en ce qu'il comprend un corps fixe (carter) formant intérieurement une première chambre cylindrique, un corps rotatif lo@é danz ce@te première chambre cylindrique et pouvant tourner autour d'un axe qui coincide avec l'axe de la première chambre cylindrique, une deuxième chambre cylindrique formée dans ce corps rotatif et dont l'axe coincide avec l'axe de la première chambre, au moins un piston coulissant de façon étanche dans la deuxième chambre, des organes de liaison agissant avec le corps rotatif et prévus entre ce ou ces pistons et le carter pour la rotation de ce ou ces pistons et du corps rotatif autour de l'axe ue la deuxième chambre au cours d'un mouvement axial de ce ou ces pistons, une cloison transversale située dans la deuxième chambre et formant avec ce ou ces pistons au moins une chambre d'explosion communiquant avec le carter, le corps rotatif sortant axialement du carter et constituant essentiellement l'arbre moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus complètement de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré mais non exclusif et en se référant aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non définitif dans lesquels: La fig. 1 représente une coupe suivant la ligne I-I de la fig. 3; la fig. 2 représente une coupe transversale suivant la ligne Il-Il de la fig. 3 après enlèvement du corps rotatif; la fig. 3 représente une vue latérale extérieure du moteur. On voit sur les figures que le moteur à combustion interne, selon l'invention, comprend un carter 1 à l'intérieur duquel est réalisée une première chambre cylindrique. Dans une partie médiane de ce carter 1, et débouchant dans cette chambre, on prévoit un logement fileté 2 dans lequel est visse une bougie d'allumage 3, un conduit de sortie 4 des gaz d'échappement, et un conduit d'admission 5 du mélange combustible. On prévoit en outre dans le carter 1 des compartiments intermédiaires 6 qui communiquent entre eux et dans lesquels on fait circuler le fluide refroidisseur. L'intérieur de la première chambre cylindrique contient un corps rotatif 8 s'étendant longitudinalement en direction axiale et formant intérieurement une deuxième chambre cylindrique dont l'axe coincide avec ] 'axe de la première chambre. le corps rotatif 8 porte à une extrémito un volant 9 fixé à ce corps rotatif 8, et à l'autre. extrémité une poulie 10 destinée à transmettre le couple principal, et un accouplement 11 constitué par une roue hélicoidale et une vis s3ns fin et qui transmet le mouvement aux appareils auxiliaires. A 3 'intérieur de la deuxième -chambredu corps rotatif 8, se trouvent deux pistons 12 et 13 qui coulissent de façon étanche dans cette deuxième chambre, en se déplaçant en direction exiale dans ce corps rotatif 8. Se moteur à combustion interne, conforme à l'invention, comprend également des organes de liaison installés entre les pistons et le carter 1, agissant avec le corps rotatif 8 et plus précisément vee la chambre cylindrique du carter 1, pour la rotation des pistons quand se troduit un mouvement de direction axiale ce ces pistons. D'une façon plus précise, ces organes de liaison sont constitués par deux guides fermés 7, qui sont prévus à raison d'un pour chaque piston dans la première chambre. On ne voit sur la fig. 1 qu'un seul guide 7 celui qui coprespond au piston 12. En outre, en a indiqué seulement la moitié du guide, mais la forme de ce guide 7 est facile à comprendre, car il a une forme circulaire fermée dans la pre@ière chambre, et comporte deux points de maximum et deux @oints de minimum raccordés entre eux et uniformément répartis.On @révoit sur chaque piston un axe 14 disposé diamétralement par rapport au pist@n, donc également par rapport aux première et deuxième chambres, sortant sur le pourtour du piston, et obligé de se déplacer en un mouvement rectiligne dans deux ouvertures 15 allongées, diamétralement opposées et dirigées dans la direction axiale sur le corps rotatif 8. eux roulements à billes 16 et 17, qui se déplacent dans le guide 7 @ménagé dans la première chambre du carter 1, sont associées aux extrémités de l'axe 14. Dans la deuxième chambre du corps rotatif 8, dans une région m@diane, on prévoit une cloison transvers@le qui forme respectivement avec les pistons 12 et 13 deux cambres d'explosion 19 ot 13 communiquant avec le carter 1 dans la région où se trouvent respecti- vement la bougie d'allumage 7 et les conduits d'échappement et d'admission 4 et 5. Pans cette cloison, on prévoit en outre un compartiment 6 parcouru par le fluide refroidisseur et communiquant avec les compartiments 6 du carter, pour la circulation le ce fluide. Toute la partie rotative est montée sur les deux coussinets 20 et 21 et en outre on prévoit des bagues d'étanchéité 22, 23, 24 et 25 les figures jointes montrent ers outre les vis de fixation 26 et 27 de la partie du carter 1 dans laquelle sont usinés les guides 7, et les vis de fixation 28 et 29 des extrémités du carter 1. Les phases du fonctionnement drun moteur à quatre temps se subdivisent comme suit, avec la précision généralement adoptée o 1. Premier temps: fin d'échappement, admission; @@@@ 2. Deuxième temps: fin d'admission, compression, début de combustion; 3. Troisième temps: fin de combustion, détente, début d'échappement; 4. Quatrième temps: échappement, début d'admission. Le fonctionnement du moteur à combustion interne peint être résumé comL.e suit: le piston 12 (fig. 1) se trouve au point mort supérieur et la chambre d'explosion 19, limitée par ce piston, se trouve en face de la bougie d'allumage 3, comme indiqué fig. 2. le piston se trouve donc au debut du troisième des quatre tempes constituant son cycle, puisque la combustion s'achève et que la phase de détente commence. Pendant la phase de détente, e piston 12 se déplace axialement relativement au corps rotatif 8, et son axe 14 se déplace dans les deux ouvertures 14 diamètralement opposées l'une à l'autre.En outre, comme les roulements à billes 16 et 17, situées aux extrémités de l'axe 14 s'engagent dans le guide 7, une rotation du piston de 90 autour de son axe se produit pendant la phase de translation. Par suite de la liaison de l'axe 14 dans les ouvertures 15, le corps rotatif 8 est également entrainé en rotation; ce corps 8 constitue pratiquement l'arbre moteur, et fournit le couple principal de fonctionnement. quand le piston atteint son point mort inférieur, la phase d'échappement commence, du fait que la chambre 19 se trouve en face du conduit d'échappement 4. Ensuite, pendant la remontée du piston, sous l'effet de la rotation qui lui est toujours imprimée par le guide 7, la chambre 19 a son ouverture en face du conduit d'échappement 4, ce qui termine la phase d'échappement. Quand le piston a de nouveau atteint son point mort supérieur, la phase d'échappement est terminée, et la phase d'admission ou aspiration commence. Le piston redescend et, pendant cette nouvelle descente, 1'ouverture de la chambre d'explosion 19 se trouve en face du conduit d'aspiration, ce qui permet l'admission du mélange dans la chambre d'explosion. toute translation du piston correspond à une rotation de 90 du corps rotatif 8, commandée par le guide 70-Il en résulte que, lorsque le piston arrive de nouveau à son point mort inférieur, l'ouverture de la chambre d'explosion 19 se trouve en face de la région fermée de la première chambre, si bien qu'à la remontée suivante du piston correspondra une phase de compression du mélanges jusqu'à l'allumage par la boudie 30 Au cours des phases décrites du mouvement du piston 12, le piston 13, qui est opposé au piston 12 a un mouvement décelé de deux phases. Dlune façon plus précise, les phases actives du piston 12 correspondent à des phases passives du piston 13 et inversement. Ce qui précède montre qu'un seul tour du corps rotatif 8 correspond à un cycle entier du moteur, à la différence de ce qui se passe dans les moteurs traditionnels, où deux tours de l'arbre moteur sont nécessaires cour effectuer un cycle entier. Naturellement, la forme et les dimensions des chambre 18 et 19 peuvent être modifiées à volonté dans certaine limites. avec ces variations, on peut régler 1 'avance et le retard de l'admission et de l'échappement, ce qui se fait dans les moteurs à quatre temps traditionnels en agissant sur les poussoirs des soupapes. La description de l'invention a été faite en supposant l'existence de deux pistons opposés. Mais évidemment rien n'est changé à la conception inventive si le nombre des pistons est plus grand, ou même 8lil n'y a outun seul piston. Il faut encore noter que, dans l'exemple décrit, les deux pistons se déplacent dans des sens opposés, si bien que le moteur reste toujours parfaitement équilibré. En outre, la structure du moteur décrit permeb de réaliser un moteur très eompact. La description précédente montre également que le moteur à combustion interne, selon l'inventions atteint tous les objectifs proposés. On souligne en particulier qu'il permet d'éviter l'embiellage ordinaire, et surtout d'éliminer les manivelles normalement employées dans les moteurs à quatre temps, et les bielles qui, ayant un mouvement alternatif, posent des problèmes importants de résistance mécanique et d'équilibrage du moteur. In outre, le moteur à combustion interne décrit ne possède pas de soupapes parce que la chambre d'explosion est rotative, et l'étanchéité est obtenue simplement entre l'ouverture et les parois de la première chambre du carter 1. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. Tous les détails peuvent être remplacés par d'autres techniquement équivalents. 3n pratique, -les matières employées èt les dimensions adoptées peuvent être quelconques, suivant les nécessités de chaque cas particulier. REVENDICATIONS 1) Monteur à combustion interne à elements rotatifs, caractérisé en ce qu'il comprend un corps fixe (carter) formant intérieurement une première chambre cylindrique, un corps rotatif logé dans cette première chambre cylindrique et pouvant tourner autour d'un axe qui coincide avec l'axe de la première chambre cylindrique, une deuxième chambre cylindrique formée dans ce corps rotatif et dcnt l'axe coincide avec l'axe de la première chambre, au moins un piston coulissant de façon étanche dans la deuxième chambre, des organes de liaison agissant avec le corps rotatif et prévus entre ce ou ces pistons et le carter pour la rotation de ce ou ces pistons et du corps rotatif autour de l'axe de la deuxième chambre au cours d'un mouvement axial de ce ou ces pistons, une cloison transversale située dans la deuxième chambre et formant avec ce ou ces pistons au moins une chambre d'explosion communiquant avec le carter, le corps rotatif sortant axialement du carter et constituant essentiellement l'arbre moteur. 2) Moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans le voisinage de l'ouverture de cette ou ces chambres d'explosions sur le corps fixe (carter), on prévoit respectivement la bougie d'allumage, le conduit d'échappement et le conduit d'admission du mélange, qui sont répartis sur le pourtour circulaire de la première chambre. 3) Moteur à combustion interne selon les revendications 1 et caractérisé en ce que l'organe de liaison est constitué par un axe monté diametralement sur chaque piston et sortant latsralement du piston, cet axe pouvant glisser dans deux ouvertures dirigées axialement, se faisant face et etant opposées l'une à l'autre sur le corps rotatifs l'axe portant à ses extrémités des roulements à billes coulissant dans un guide de forme spéciale prévu sur la surface de la première chambre, ce guide ayant un développement circonférentiel fermé dans ladite chambre et comportant deux points de maximum et deux points dé minimum qui alternent entre eux et sont uniformément répartis circonférentiellement.