Brevet FR2278917A1 — publié le 19760213

La présente invention concerne le domaine de la construction des moteurs à combustion interne, et a plus particulièrement pour objet un moteur rotatif, du type à essence, Diesel ou à gaz, avec piston ou dispositif à air comprimé provenant d'une source extérieure. Actuellement les moteurs les plus utilisés sont les moteurs à combustion interne qui sont essentiellement des moteurs à pistons alternatifs à deux ou à quatre temps, du type à essence ou Diesel, et de construction mono- ou polycylindrique. Ces moteurs sont généralement constitués par des pistons raccordés chacun au moyen d'une bielle ou vilebrequin qui est accouplé à un organe de transmission, tel que boite de vitesses, convertisseur ou analogue. Dans ces moteurs quatre temps ou deux temps, le piston présente chaque fois, respectivement trois et un temps pendant lesquels il ne fournit aucun travail et tend à freiner le moteur, devant de ce fait être entraîné, par l'intermédiaire du vilebrequin, grace à une énergie de réserve accumulée par un volant faisant partie intégrante du moteur. De plus, les masses formées par les ensembles piston et bielle en mouvement autour de l'axe du vilebrequin, engendrent des vibrations néfastes aux moteurs et qui doivent être palliées par la prévision de masses d'équilibrage sur les vilebrequins. Ces moteurs à combustion interne connus présentent toutefois l'inconvénient de nécessiter un grand nombre de pièces en mouvement, qui doivent toutes être équilibrées et de ce fait, tendent à augmenter l'encombrement et à alourdir ces moteurs dans des proportions considérables. Bes moteurs à pistons rotatifs du type Wankel permettent de remédier partiellement aux inconvénients des moteurs à pistons alternatifs, du fait qu'ils ne nécessitent plus de bielles et de vilebrequin pour la transformation du mouvement des pistons en mouvement rotatif. Dans ces moteurs, en effet, le piston présente une forme substantiellement triangulaire et se déplace dans une chambre ayant une section en conchoïde de cercle. Ce piston est pourvu, en outre, en son centre, d'une couronne dentée intérieure, faisant partie de son axe d'entraînement, et qui engrène avec un autre axe fixe décentré par rapport à l'axe de la couronne. Ces moteurs à pistons rotatifs connus nécessitent cependant une fabrication particulièrement soignée de la chambre de combustion et du piston, notamment des joints d'étanchéité aux arêtes du piston, et requièrent de ce fait, des outils de travail, pour une fabrication en continu, particulièrement onéreux. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des moteurs à combustion interne connus. Elle a, en effet, pour objet un moteur rotatif, du type à essence, Diesel ou à gaz, avec piston ou dispositif à air compriméprovenant d'une source extérieure, de construction aisée et d1encom- brement réduit. Be moteur rotatif conforme à l'invention est essentiellement constitué par un piston cylindrique rotatif, par un bloc moteur entourant ce piston et comportant une chambre de compression avec un orifice d'admission, et un orifice d'échappement disposé du côté opposé à l'orifice d'admission par rapport à l'axe du piston rotatif, par un piston de compression des gaz à bruler dans le moteur, et par un carter de protection et de réserve d'huile de lubrification entourant l'embiellage du piston de compression. Selon une caractéristique de l'invention, le piston cylindrique rotatif présente une chambre de détente ayant une forme d'entaille longitudinale de section substantiellement triangulaire et inclinée par rapport à l'axe du piston. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le vilebrequin du piston de compression des gaz à brûler est entravé par l'arbre du piston cylindrique rotatif, de préférence dans le rapport un à deux, par l'intermédiaire de pignons dentés, de courroies crantées, ou analogues. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'espace compris entre le piston de compression et la chambre de compression est fermé par une soupape lors de 11 explosion et de la détente des gaz. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la compression des gaz dans la chambre de compression peut être produite par injection d'air sous pression provenant d'un réservoir de régularisation, alimenté par un compresseur relié à l'arbre du piston rotatif. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ciaprès qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure lest une vue en coupe du moteur conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue en plan et partiellement en coupe du moteur de la figure 1. Conformément à l'invention, et comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, le moteur rotatif est essentiellement constitué par un piston cylindrique rotatif 1, par un bloc moteur 2 entourant ce piston et comportant une chambre de compression 3 avec un orifice d'admission 4, et un orifice d'échappement 5 disposé du côté opposé à l'orifice d'admission par rapport à l'axe du piston rotatif, par un piston 6 de compression des gaz à briller dans le moteur, et par un carter 7 de protection et de réserve d'huile de lubrification, entourant l'embiellage du piston de compression. Le piston cylindrique rotatif 2 présente une chambre de détente 8 ayant une forme d'entaille longitudinale de section substantiellement triangulaire, occupant pratiquement toute la largeur du piston 2, et inclinée par rapport à l'axe de ce dernier. Be vilebrequin 9 du piston 6 de compression des gaz à brd- ler est entraîné par l'arbre 10 du piston cylindrique rotatif 1, de préférence dans le rapport un à deux, par l'intermédiaire des pignons dentés 11, 12 et 13. Be train d'engrenage formé par ces pignons dentés 11, 12 et 13 peut être remplacé par une transmission à roue et chaine, à courroie crantée, ou analogue. L'espace compris entre le piston 6 de compression des gaz et la chambre de compression 3 est fermé par une soupape 14 qui protège le piston 6 lors de l'explosion, et empêche le retour des gaz brdlés vers le cylindre de compression lors de la détente. Be fonctionnement du moteur conforme à l'invention est expliqué ci-après, en regard de l'exemp e des figures 1 et 2 qui en/ représentent une exécution du moteur type Diesel. A partir de la position représentée aux figures 1 et 2, le piston 6 de compression des gaz à briller remonte dans son cylindre 15 et crée une dépression, qui a pour effet de maintenir la soupape 14 fermée et d'aspirer l'air entrant à travers la soupape 16, qui est ouverte par ltintermédiaire d'une came 17 actionnée par le pignon 12. Lorsque le piston 6 arrive à son point mort haut, la soupape 16 se referme, et la course de compression commence. Bes gaz comprimés ouvrent alors la soupape 14 et pénètrent dans la chambre 3, dans laquelle leur compression est poursuivie jusqu'à l'arrivée du piston 6 au point mort bas, et à la fermeture simultanée de la soupape 14 sous l'action des gaz.Au même instant, la pompe à injection, non représentée envoie du carburant dans l'injecteur 18 qui le pulvérise dans les gaz comprimés, et, de ce fait, à haute température, formant ainsi un mélange qui explose. Pendant cette explosion, le piston cylindrique rotatif 1 continue à tourner et amène sa chambre de détente 8 en face de l'orifice d'admission 4, qui termine la chambre de compression 3. lies gaz brillés lors de l'explosion, et ayant encore provoqué un accroissement de la pression dans la chambre 3, se détendent alors dans la chambre 8. Cette détente des gaz a pour effet d'exercer une force sur le fond de la chambre 8 créant ainsi un couple de rotation sur le piston cylindrique 1. Sous l'action de ce couple de rotation, le piston 1 tourne dans le sens de la flèche F et emmène dans la chambre 8 un certain volume de gaz brûlés qui sont évacués à travers l'orifice d'échappement 5. Be piston 1 effectue encore un deuxième passage devant la chambre de compression 3, de manière à évacuer tous les gaz de combustion. Pendant les deux cycles d'évacuation des gaz, le piston de compression 6, entraiAné par l'arbre moteur, par l'intermédiaire des pignons 11, 12 et 13 dans un rapport de un à deux, effectue un nouveau cycle de compression, tel que décrit plus haut. Pour le fonctionnement du moteur conforme à l'invention en moteur à essence, il suffit d'adapter, derrière la soupape 16, un carburateur, à la place de l'injecteur 18, une bougie d'allumage, et, à la place de la pompe à injection, un dispositif de commande d'allumage. Be taux de conpression du moteur conforme à l'invention est fonction du volume engendré par le piston 6 et du volume de la chambre 3. Ainsi, un taux de compression élevé est obtenu, notamment dans le cas d'un moteur de type Diesel, en dimensionnant le piston 6 et son cylindre relativement grands par rapport à la chambre 3. Selon une autre caractéristique de l'invention, la compression des gaz dans la chambre de compression peut être obtenue par injection d'air sous pression provenant d'un réservoir de régularisation alimenté en air par un compresseur relié à l'arbre du piston rotatif. Cette réalisation permet une construction légère du moteur, du fait qu'un petit compresseur, entraîné à grande vitesse par le moteur, et débitant dans un réservoir de petites dimensions, suffit à assurer le débit d'air comprimé demandé par le moteur. Le moteur conforme à l'invention peut également utiliser le gaz comme carburant, par adaptation des dispositifs connus, déjà employés sur les moteurs à combustion interne existants. Pour des raisons de clarté et de compréhension, l'invention n'a été décrite qu'à propos d'un moteur monocylindrique, mais, bien entendu, elle s'applique également à des moteurs polycylindriques, qui ne sont en fait qu'une juxtaposition de plusieurs moteurs monocylindriques. L'invention trouve plus particulièrement son application dans le domaine de la construction des moteurs. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la construction des divers éléments, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS- 1. Moteur rotatif caractérisé en ce qui est essentiellement constitué par un piston cylindrique rotatif, par un bloc moteur entourant ce piston et comportant une chambre de compression avec un orifice d'admission, et un orifice d'échappement disposé du côté opposé à l'orifice d'admission par rapport à l'axe du piston rotatif, par un piston de compression du gaz à brûler dans le moteur, et par un carter de protection et de réserve d'huile de lubrification entourant l'embiellage du piston de compression. 2. Moteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston cylindrique rotatif présente une chambre de détente ayant une forme d'entaille longitudinale de section substantiellement triangulaire et inclinée par rapport à l'axe du piston. 7. Moteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des pignons dentés, des courroies crantées, ou analogues, assurent l'entratnement du vilebrequin du piston de compression des gaz à brûler par l'arbre du piston cylindrique rotatif, de préférence dans le rapport un à deux. 4. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans l'espace compris entre la chambre de compression et le piston de compression, est montée une soupape qui ferme cet espace lors de l'explosion et de la détente des gaz. 5. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un dispositif d'injection d'air sous pression, alimenté par un réservoir de régularisation relié à un compresseur entraîné par l'arbre du piston rotatif, produit la compression des gaz dans la chambre de compression.