Brevet FR2346560A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne un moteur rotatif à combustion interne. Le secteur technique de l'invention est celui des moteurs thermiques empruntant leur énergie à l'expansion d'un gaz. On connalt les avantages que présentent les moteurs rotatifs par rapport aux moteurs à explosion classiques à pistons, à deplacement linéaires alternatif, lesquels sont d'une conception infiniment 1us complexe et comportent un grand nombre de pièces en mouvement devant être purfaitement usines. On connaît également des moteurs à explosion à pistons rotatifs gé néralement triangulaires, lesquels cooperent avec une chambre à parois courbes. Ces moteurs à piston rotatif, bien que moins complexes que les moteurs à pistons alternatifs sont néanmoins d'un usinage difficile. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des moteurs actuellement connus. L'objectif à atteindre est un moteur rotatif à combustion interne comportant un minimum de pièces statiques ou en mouvement, lesquelles pièces étant d'un usinage simplifié, un tel moteur ayant des performances égales sinon supérieures aux moteurs actuellement connus. Cet objectif est atteint grâce au moteur rotatif à combustion interne, selon l'invention, lequel est caractérisé en ce qu'il se compose d'une chambre elliptique dans laquelle est monté un rotor cylindrique d'un diametre sensiblement inférieur au petit axe des ellipses de ladite chambre, lequel rotor est coaxial à cette dernière et comporte des logements s'étendant d'une part, de sa périphérie vers son centre, et d'autre part, sensiblement sur la largeur de la chambre elliptique, dans lesquels logements sont montés à coulissement, des palettes escamotables qui délimitent avec ladite chambre elliptique des com partiments à volume variable. Selon un mode de réalisation, lesdits logements sont d'une section droite rectangulaire et sont parallèles à deux plans orthogonaux se coupant au centre du rotor. Ces logements sont situés deux à deux, de part et d'autre desdits plans et sont chacun éloigné d'un desdits plans selon une même distance. Le rotor comporte en son centre un orifice stetendant sur une partie de sa longueur, lequel orifice est en communication avec lesdits logements dans lesquels coulissent les palettes au moyen de conduits afin de réaliser le graissage des palettes coulissantes. Ladite chambre dans laquelle évolue le rotor est composée d'une paroi délimitant un volume elliptique, et de deux flasques disposés de part et d'autre de ladite paroi lesquels flasques comportent en leur centre des orifices circulaires pour permettre le passage du rotor, ltetancheite de la chambre au droit desdits flasques étant réalisée par des segments coopérant avec la péri- phériedurotor et desdits orifices ci c---la ~es des flasques. L'extrémité des palettes qui coopère avec la paroi interne elliptique de la chambre, est arrondie et leur étanchéité au droit de leurs bords latéraux et de la chambre elliptique est obtenue au moyen de segments rectilignes disposés dans des rainures pratiquées dans les palettes, lesquels segments coo- pèrent avec des ressorts ondulés. Les orifices d'admission des gaz frais et d'échappement des gaz brû- les sont réservés de part et d'autre du petit axe des ellipses de ladite cham-- bre, lesquels orifices communiquent avec cette dernière par une pluralité de perforations pratiquées dans une paroi obturant partiellement lesdits orifices d'admission et d'échappement, lesquelles parois perforées assurent la continuité de la face interne de la paroi elliptique de la chambre pour permettre l'é- volution des palettes. Le moteur comporte en outre et du côté opposé auxdits orifices d'admission et d'échappement, au moins un orifice taraudé pour recevoir un organe d'allumage des gaz. Les résultats et avantages du moteur rotatif selon l'invention sont les suivants Ses performances sont largement égales à un moteur actuel et peuvent être comparées à celles d'un moteur à huit cylindres classique. De par sa conception, il ne comporte qu'un nombre limité de pièces facilement réalisables, dont seulement six d'entre elles sont en mouvement. Son poids et son prix de revient sont nettement inférieurs à ceux d'un moteur classique assurant des performances comparables. La particularité de ce moteur à chambre elliptique et comportant quatre compartiments à volume variable, permet d'obtenir simul tanément l'admission des gaz frais, leur compression, leur explosion et l'échap- pement des gaz brûlés pendant une rotation de quatre-vingt dix degrés du rotor. Ainsi pour une rotation complète de trois cent soixante degrés, le cycle précité est répété quatre fois. Du fait de l'absence de mouvement alternatif et du nombre limité des pièces en mouvement, on obtient à l'usage une amélioration notable sur l'équilibrage de ltensemble, le silence, l'absence de vibration, l'usure et également une grande fiabilité. Le temps de réponse à l'accélération d'un tel moteur est nettement inférieur à celui d'un moteur classique. Un moteur selon l'invention trouve notamment son application dans le cadre de la propulsion des véhicules terrestres tels que voitures automobiles, véhicules utilitaires,- motocyclettes et vélomoteurs et également pour la propulsion d'engins nautiques légers. On comprendra mieux l'in=7ention à la lecture de la description suivante, uniquement donnée à titre d'exemple non limitatif, ainsi qu'au dessin annexé sur lequel - la figure I est une vue an coupe transversale d'un moteur rotatif selon l'invention, illustrant partiellement notamment des aménagements pour son refroidissement par air, représentée en haut et à droite la figure, et par eau, en haut et à gauche, - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II - II de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en perspective de la paroi courbe de la chambre elliptique du stator, - la figure 4 est une /schématique en perspective d'une palette compo sant le rotor du moteur, - la figure 5 est une vue schématique en perspective du rotor du moteur palettes enlevées, - la figure 6 est un ensemble de coupes du moteur selon l'invention, illustrant les différentes phases du cycle de fonctionnement lors d'une rotation de quatre-vingt dix degrés. On se reporte d'abord à la figure 1 du dessin qui illustre un mode de réalisation d'un moteur selon l'invention qui se compose essentiellement d'une chambre elliptique 1 dans laquelle est disposé coaxialement un rotor cylindrique 2 comportant quatre palettes 3. Le stator 4 qui comporte ladite cham- bre elliptique 1 se compose d'un corps comprenant une paroi 4a dont la face interne 4b délimite la chambre elliptique 1, de sorte que le grand axe des ellipses se confond avec la ligne YYI et le petit axe avec la ligne XXI. Ledit stator 4 comporte en outre deux flasques 4c venant en appui sur la paroi 4a. Une languette 4d réservée sur le pourtour des bords de la paroi 4a et coopérant avec une rainure 4e suivant un tracé elliptique et pratique sur les flasques 4c, assure le calage desdits flasques sur ledit corps 4. Ce dernier comporte à sa partie inférieure, deux orifices ou lumiè res 5/6 dont l'un 5 est l'orifice d'admission des gaz frais et l'autre 6 est l'orifice d'échappement des gaz brûlés. Ces orifices (figures I et 3) sont par tiellememt obturés par des parois 5a/6a qui comportent des trous oblongs 5b/6b répartis sur la section desdits orifices d'admission et d'échappement et également sur la largeur de-la chambre 1. Le maintien en position des flasques 4c sur le corps 4 est obtenu au moyen de huit organes d'assemblage 7 qui en l'occurrence sont des tiges filetées à leurs extrémités pour recevoir des écrous de blocage 8. Le refroidissement de ce moteur peut, tel que cela est illustré à la figure 1 être obtenu par circulation d'air au moyen d'ailettes 4f s'étendant à partir de la périphérie du corps 4, ou par circulation d'eau dans des cham- bres 4g réservées à la périphérie dudit corps 4, dispositions en soi connues. Les flasques 4c comportent en leur centre un orifice 4j dans lesquels est engagé le rotor 2. A l'opposé des orifices 5 et 6, le stator comporte un trou taraudé 4h dans lequel est vissé une bougie d'allumage 9. Tel que l'on peut le voir sur l'exemple illustré à la figure 1, cette bougie 9 est située dans un logement à gauche de l'axe XX1 et sensiblement en face de l'orifice d'échappement 6. Le rotor- 2 se présente sous la forme générale d'un cylindre et comporte à chaque extrémité une frette borgne 2a qui porte en son centre un bout d'arbre 2b/2c. Chacune desdites frettes 2a comporte une gorge périphérique 2a1 d'une section droite rectangulaire dans laquelle est disposé un segment d'étanchéité 11, lequel coopère avec un des orifices 4j et est rapporté sur la partie centrale~du rotor.Celle-ci comporte quatre logements 2d, lesquels sont deux à deux parallèles aux axes XX1 et YY1. Ces logements 2d sont d'une section rectangulaire et s'étendent d'une part en largeur d'une frette à l'autre et d'autre part en longueur, de la periphérie du rotor jusqu'à dépasser légère- ment son centre, par exemple dlune valeur de deux à trois millimètres. Lesdits logements 2d sont ainsi symétriques deux à deux et sont chacun éloignés d'une même distance desdits axes XX1/YY1. Le rotor 2 comporte en outre quatre palettes 3 qui coopèrent d'lme part avec lesdits logements 2d et d'autre part avec la chambre elliptique 1. Lesdites palettes 3 sont généralement parallélépipédiques et comportent à leur extrémité,qui coopère avec la paroi 4b de ladite chambre, un bord arrondi 3a. Elles comporte en outre sur toute la longueur de leurs bords latéraux 3b une rainure 3a d'une section droite rectangulaire; pour recevoir un segment rectiligne 3d et un ressort ondulé 3e, lequel est disposé dans le fond de ladite rainure et pousse le segment 3d vers l'extérieur de celle-ci donc.con- tre les facex internes des flasques 4c. Ces palettes s'étendent sur la largeur desdits logements 2d et leur longueur est telle que lorsqu'elles se présentent au droit de l'axe YY1, elles pénètrent dans lesdits logements 2d d'une valeur sensiblement égale a leur demi-longueur. Le rotor est percé en son centre en 2e jusqu'à sa mi-longueur et des conduits 2f émergeant d'une part dans ledit orifice 2e et-d'autre part dans lesdits logements 2d permettant d'une part de diriger l'huile de graissage sous pression des palettes 3 et d'autre part de- casser le vide dans lesdits logements. Ledit rotor 2 est monté conne cela a déjà été décrit, de telle sorte qu il soit engagé dans chacun des flasques 4c et supporté par deux cages à aiguilles 12 montées dans des supports de paliers 13. Les bouts d'arbres 2b/2c sont ainsi engagés dans les paliers à aiguilles 12 de telle sorte que lesdits paliers 12 et les orifices 4f soient coaxiaux. Les supports 13 comportent à leurs extrémités des pattes 13a, lesquelles sont dans un même plan et sont percées pour permettre le passage de deux des organes-d1assemblage 7, les écrous 8 venant s'appuyer sur lesdites pattes 13a par l'intermédiaire de rondelles freins. Le cycle de fonctionnement d'un moteur selon l'invention est illustré a la figure 6 du dessin. Le volume dans lequel évoluent les palettes, délimité par la paroi 4b et le rotor 2 est divisé par les palettes 3 en quatre parties, ou compartiments A, B, C, D, dont le volume de chacun d'eux varie pendant la rotation du rotor 2. Les deux volumes opposés AC/BD sont toujours égaux. Les lumières 5/6 et l'orifice fileté 4g dans lequel est vissée la bougie d'allumage 9 sont calés en degrés d'une façon précise en fonction des performances que l'on veut obtenir. Les reperes A, B, C, D correspondent aux volumes délimités par d'une part les palettes s'étendant à partir du rotor de part et d'autre de chacun desdits repères et d'autre part par le rotor et la face interne de la chambre elliptique. Le cycle de fonctionnement illustré à la figure 6 est le suivant : - Schéma 6-1 en A : début de l'admission des gaz frais - la lumière 5 est ou verte. B : fin de l'admission des gaz frais - la lumière 5 est fermée. C : début de l'explosion D : échappement - lumière 6 ouverte. - Schéma 6-2 en A : admission - lumière 5 ouverte. B : compression C : explosion D : échappement - lumière 6 ouverte. - Schéma 6-3 en A : admission - lumière 5 ouverte. B : compression C : fin de l'explosion D : fin de l'échappement - lumière 6 ouverte. - Schéma 6-4 en A : fin de l'admission - lumière 5 ouverte. B : fin de la compression C : début de l'échappement - lumière 6 ouverte. D : fin de l'échappemment - lumière 6 fermée. - Schéma 6-5 en A : fin de l'admission - lumière 5 fermée. B : début de l'explosion C : échappement - lumière 6 ouverte D : début de l'admission - lumière 5 ouverte. L'ouverture et la fermeture des lumières ou orifices 5 et 6 sont pro vcés par Les palettes 3 au fur et à mesure de leur évolution dans la cham- bre 1 Conne toue les moteurs à explosion, le moteur selon l'invention doit comporter un carbur-eur whnnte sur la pipe d'admission, un silencieux @@r @a pipe d'échappement, un dispositif d'allumage classique, comprenant, une batterie, une bobine, un rupteur. Le graissage des organes en mouvement dans la chambre elliptique est assuré par injection d'huile dans la pipe d'admission au moyen d'une pompe volumétrique. Le lancement lors de sa mise en route est obtenu par un démarreur classique attaquant une couronne dentée. Dans l'application à des véhicules tels qu'engins automobiles ou motocyclettes, le couple est transmis par l'intermédiaire d'un embrayage et d'une boite de vitesse, dispositifs parfaitement connus. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au moteur qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple. REVEND ICAT ION S I - Moteur rotatif à combustion interne, caractérisé en ce qu'il se compose d'une chambre elliptique dans laquelle est monté un rotor cylindrique d'un diamètre sensiblement inférieur au petit axe des ellipses de ladite cham bre, lequel rotor est coaxial à cette dernière et comporte des logements s'étendant d'une part de sa périphérie vers son centre, et d'autre part sensiblement sur la largeur de la chambre elliptique, dans lesquels loge ments, sont montées à coulissement, des palettes escamotables qui délimi tent avec ladite chambre elliptique des compartiments à volume variable. 2 - Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits logements sont d'uneaection droite rectangulaire et sont parallèlesà deux plans or thogonaux se coupant au centre dudit rotor. 3 - Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits logements sont situés deux à deux de part et d'autre desdits plans et sont chacun éloigne d'un de ces plans selon une meme distance. 4 - Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rotor comporte en son centre un orifice s'étendant sur une partie de sa longueur, lequel orifice est en communication avec lesdits logements dans lesquels coulissent les palettes, au moyen de conduits afin due réali ser le graissage des palettes coulissantes. 5 - Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite chambre dans laquelle évolue le rotor est composée d'une paroi délimitant un volume elliptique et de deux flasques disposés de part et d'autre de ladite paroi1 lesquels flasques comportent en leur centre des orifices circulaires pour permettre le passage du rotor, l'étanchéité de la chambre au droit desdits flasques étant réalisée par des segments coopérant avec la périphérie du rotor et desdits orifices circulaires des flasques. 6 - Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ltextremite des palettes qui coopère avec la paroi interne elliptique de la chambre est arrondie. 7 - Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'etanchéité des palettes au droit de leurs bords latéraux et de ladi te chambre est réalisée au moyen de segments rectilignes disposés dans des rainures pratiquées dans les palettes, lesquels segments coopèrent avec des ressorts ondulés. 8 - Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé en ce que les orifices d'admission des gaz frais et d'échappement des gaz brûlés sont réservés de part et d'autre du petit axe des ellipses de ladite chasr bre. 9 - Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits orifices communiquent avec ladite chambre elliptique par une pluralité de perfora tions pratiquées dans une paroi obturant en partie lesdits orifices d'ad mission et d'échappement, lesquelles parois perforées assurent 1a continui té de la face interne de la paroi elliptique de la chambre pour permettre l'évolution des palettes. 10- Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte, du côté opposé auxdits orifices d'admission et d'echappe- ment, au moins un orifice taraudé pour recevoir un organe d'allumage des gaz.