Brevet FR2307958A1 — publié le 19761112

La présente invention concerne un moteur à explosions à distribution électromécanique. Plus particulièrement, cette distribution électromécanique, adaptable sur des moteurs à explosions à deux ou quatre temps, comportant un ou plusieurs cylindres, permet d'effectuer le cycle du moteur sans nécessiter, comme dans l'art antérieur, la présence d'un arbre à cames commandant les obturateurs, généralement du type à soupapes, assurant la distribution des gaz. En effet, la présence des organes, tels que arbres à cames, pignons et chaines de distribution, poussoirs de soupapes, tiges de culbuteurs, culbuteurs, axes et vis de réglage de culbuteurs, etc..., ainsi que les usinages néces saires à la mise en oeuvre de ces organes, entrain des colts de fabrication et de maintenance qui sont importants vis-à-vis du coût global d'un moteur. la présente invention se propose d'éviter les inconvénients inhérent à la présence de ces dispositifs mécaniques en les remplaçant par une distribution électromécanique dans laquelle les différents organes mobiles, autres que les obturateurs, sont supprimés. A cet effet, l'invention cor.cerne un moteur à explosions à distribution électromécanique, caractérisé en ce que la distribution se compose d'organes d'admission et d'échappement des gaz des cylindres, commandés électromécaniquement, la commande électromécanique de ces organes comprenant un distributeur, des relais de commande et des électro-aimants actionnant lesdits organes selon le cycle défini par le distributeur, le cycle du distributeur étant synchronisé avec le mouvement de l'arbre du vilbrequin. Ainsi, les organes d'admission et d'échappement sont commandés électriquement à partir d'un distributeur dont la conception est similaire à celle du distributeur d'allumage actuellement en place sur les moteurs. Cette commande électrique permet d'éviter les différents organes mécaniques (arbres à cames, tiges de culbuteurs, culbuteurs, etc...) utilisés dans l'art antérieur, évitant ainsi tous les inconvénients tels que usure, encombrement, etc... Selon une autre caractéristique, les organes d'admission et d'échappement se composent de lumières d'admission et d'échappement, ménagées sur chacun des cylindres et équipées d'obturateurs, chaque obturateur étant muni d'une tige se terminant par une bague en métal magnétique, disposée dans le champ de deux électro-aimants placés de part et d'autre de la bague et distants d'une longueur au moins égale à la course de l'obturateur, le distributeur commandant alternativement les électro-aimants. Ainsi, le champ développé successivement dans chacun des électro-aimants reproduit le cycle du moteur (deux ou quatre temps), chaque électro-aimant attirant successivement la bague de métal disposée à l'extrémité de la tige de l'obturateur pour assurer l'ouverture ou la fermeture de la lumière d'admission ou d'échappement correspondante. Aucun organe mécanique de commande des obturateurs n'est ici nécessaire, évitant ainsi, en particulier, les réglages fastidieux de culbuteurs. Selon une autre caractéristique, la tige de l'obturateur se termine par une bague en métal magnétique, disposée dans le champ d'un électro-aimant commandé par le distributeur, le mouvement alternatif de l'obturateur étant obtenu par l'action de l'électro-aimant, le rappel de l'obturateur étant effectué par un ressort. Cette disposition permet d'assurer le mouvement de l'obturateur au moyen d'un seul électro-aimant, le retour en position d'obturation par exemple étant effectué par le ressort. Selon une autre caractéristique, les organes d'admission et d'échappement se composent de lumières d'admission et d'échappement, équipées d'obturateurs du type soupapes. Selon une autre caractéristique, les organes d'admission et d'échappement se composent de lumières d'admission et d'échappement, disposées en t8te de cylindre et d'obturateurs indépendants du type à tiroirs. Ainsi, la distribution électromagnétique est applicable quel que soit le mode de réalisation des organes d'admission et d'échappement. Selon une autre caractéristique, le distributeur est entrainé par l'arbre de vilbrequin et comporte des cames et rupteurs commandant les relais de mise en service des électro-aimants, l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de ces électro-aimants étant fournis par une source extérieure. Selon une autre caractéristique, le distributeur est couplé avec l'allumeur par une prise de mouvement commune sur l'arbre de vilbrequin. La distribution électrique et celle des gaz d'admission et d'échappement se fait ainsi à l'aide d'un seul organe, ce qui permet de positionner avec précision les retards ou avances à l'allumage, puisque ces différentes commandes sont groupées à l'intérieur d'un meme organe. De plus, la source d'alimentation électrique des électro-aimants est une source qui pourra, par exemple, entre soit la batterie, soit directement l'alternateur ou la dynamo du véhicule. Ia présente invention sera décrite plW en détail à l'aide des divers modes de réalisation représentés schématiquement sur les figures, dans lesquelles - la figure 1 montre une coupe d'un moteur monocylindre, équipé d'une distribution électromécanique selon l'invention, les organes d'admission et d'échappement étant munis d'obturateurs du type à soupapes ; - la figure 2 montre un moteur à monocylindre, équipé d'une distribution électromécanique selon l'invention, les organes d'admission et d'échappement étant munis d'obturateurs du type à tiroirs. La figure 1 représente une coupe schématique d'un moteur monocylindre à quatre temps ; l'extension à un moteur à plusieurs cylindres, à deux ou quatre temps, consiste à répéter plusieurs fois le schéma de la figure 1 en décalant les cycles de distribution, les uns par rapport aux autres. Le moteur se compose d'un cylindre 1 et d'un piston 2 actionnant, par l'intermédiaire d'une bielle, un arbre de vilbrequin 3. L'arbre de vilbrequin 3 entrain, par l'intermédiaire de pignons, d'une part, l'allumeur 4 commandant l'étincelle à la bougie 41 et, d'autre part, le distributeur 5 ; de façon plus particulière, ce distributeur est entratté à demi-vitesse du moteur par une prise de mouvement commune sur l'arbre de vilbrequein. Les organes d'admission et d'échappement des gaz du cylindre se composent des lumières d'admission et d'échappement Il et 12, ménagées en tette de cylindre et munies d'obturateurs du type à soupapes 110 et 120.Les tiges 111 et 121 des soupapes d'admission et d'échappement se terminent par une bague en métal magnétique 112 et 122, placée respectivement dans le champ de deux électro-aimants 113, 114 et 123, 124 ; la distance "e" entre les deux électro-aimants est au moins égale à la course de la soupape. Plus particulièrement d'ailleurs, la tige de soupape 111 traverse le noyau de l'électro-aimant 114 ; il en est de même de la tige de soupape 121 pour l'électro-aimant 124. Bes soupapes 110 et 120 ouvrent et ferment successivement les lumières 11 et 12 pour reproduire le cycle du moteur à quatre temps : admission, compression, explosion, échappement. A ce cycle correspondent des positions successives des soupapes 110 et 120 ; ces positions sont obtenues par l'action de champs magnétiques produits par des électroaimants et agissant sur la bague disposée à l'extrémité de la tige de soupape. Le distributeur 5 a donc pour rôle de faire circuler cycliquement un courant à l'intérieur des électroaimants pour produire ce champ : ce distributeur électrique à cames et rupteurs (ou électronique) commande des relais 51 assurant, par l'intermédiaire d'une alimentation électrique 510 (provenant par exemple de la batterie du véhicule), l'alimentation des électro-aimants t13, 114, 123, 124 à l'aide des connexions 52. 'a figure 2 montre une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle les organes d'admission et de distribution sont disposés également en tette de cylindre, les obturateurs étant indépendants et du type à tiroirs. Sur cette figure, les mimes chiffres correspondent aux mêmes objets qu'à la figure 1 ; pour ce qui est de la disposition particulière des tiroirs d'admission TA et d'échappement TE, les obturateurs 110 et 120 circulent indépendamment à l'intérieur de tiroirs sous l'action qu'exergent les champs magnétiques développés par les électro-aimants sur les bagues 112 et 122, disposées en tette des tiges 111 et 121 des obturateurs 110 et 120. Ces obturateurs ouvrent et ferment successivement chacune des lumières 11 d'admission et 12 d'échappement : sur la figure 2, qui correspond à la phase d'admission, la lumière il est dégagée par l'obturateur 110, tan que la lumière d'échappement 12 est fermée par l'obturateur 120. Le cycle du moteur à quatre temps est assuré comme précédemment à partir du distributeur 5, action nant les relais 51 assurant les alimentations successives des électro-aimants 113, 114, et 123, 124. Ce distributeur 5 peut d'ailleurs, comme dit précédemment, être couplé avec ltallu- meur 4. Cette distribution électromécanique présente également l'avantage de pouvoir faire varier, en fonctionnement, à partir de certains critères (régime moteur, dépression, etc...) les avances et retards comme pour l'allumage : pour ce faire, on scinde en deux parties le distributeur, la première alimentant les aimants d'ouverture des obturateurs (avance à l'ouverture des soupapes d'admission - avance à l'ouverture des soupapes d'échappement) la seconde les aimants de fermeture (retard à la fermeture des soupapes d'admission, retard à la fermeture des soupapes d'échappement). On peut également opérer cette scission en quatre parties, les deux avances et les deux retards se trouvant réglables indépendamment. Cette distribution présente donc une flexibilité qui n'existe pas dans les moteurs actuels pour lesquels les avances et retards sont les mêmesàtous les régimes moteurs, puisqu'ils sont conditionnés par le profil des cames de l'arbre à cames. Selon une variante de réalisation, l'un des électro-aimants est supprimé et est remplacé par un ressort de rappel maintenant l'obturateur en position de fermeture par exemple. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desouels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Moteur à explosions à distribution électromécanique, caractérisé en ce que la distribution se compose d'organes d'admission et d'échappement des gaz des cylindres, commandés électromécaniquement, la commande électromécanique de ces organes comprenant un distributeur, des relais de commande et des électro-aimants actipnnant lesdits organes selon le cycle défini par le distributeur, le cycle du distributeur étant synchronisé avec le mouvement de l'arbre de vilbrequin. 20) Moteur à explosions à distribution électromécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'admission et d'échappement se composent de lumières d'admission et d'échappement ménagées sur chacun des cylindres et équipées d'obturateurs, chaque obturateur étant muni d'une tige se terminant par une bague en métal magnétique, disposée dans le champ de deux électro-aimants placés de part et d'autre de la bague et distants d'une longueur au moins égale à la course de l'obturateur, le distributeur commandant alternativement les électro-aimants. 30) Moteur à explosions selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige de l'obturateur se termine par une bague en métal magnétique, disposée dans le champ d'un électro-aimant commandé par le distributeur, le mouvement alternatif de l'obturateur étant obtenu par l'action de ltélectro-aimant, le rappel de l'obturateur étant effectué par un ressort. 40) Moteur à explosions seloh l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les organes d'admission et d'échappement se composent de lumières d'admission et d'échappement éauipées d'obturateurs du type à soupapes. 50) Moteur à explosions selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les organes d'admission et d'échappement se composent de lumières d'admission et d'échappement, disposées en tête de cylindres et d'obturateurs indépendants du type à tiroirs. 60) Moteur à explosions selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le distributeur est entrasse par l'arbre de vilbrequin et comporte des cames et rupteurs commandant les relais de mise en service des électro-aimants, l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de ces électro-aimants étant fournie par une source extérieure. 70) moteur à explosions à distribution électromécanique selon ltune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le distributeur est couplé avec l'allumeur par une prise de mouvement commune sur l'arbre de vilbrequin. 80) Moteur à explosions à distribution électromécanique selon l'une quelconque des revendications t à 7, caractérisé en ce que les cycles de commande des électroaimants sont commandés séparément par le distributeur et sont réglables indépendamment les uns des autres. 90) Moteur à explosions à distribution électromécanique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réglage de chacun des cycles de commande des électro-aiamrnts est assuré à la vitesse de rotation du moteur.