Brevet FR2321597A1 — publié le 19770318

La présente invention concerne des moteurs à combustion interne, et elle vise plus spécialement un moteur à combustion interne, du type à pistons opposés à fonctionnement horizontal. En ce qui concerne les moteurs à combustion interne, on a éprouvé jusqu'à ce jour, des difficultés pour diminuer la longueur du piston et sa course, en raison du fait qu'il faut empêcher les fuites de gaz favorisées par les secousses ou broutages du piston dans le cylindre, lorsque le piston se déplace d'un mouvement de va et vient dans le cylindre. Les moteurs à combustion interne de la technique antéprieure présentent donc cet inconvénient d'être volumineux. L'invention remédie à cet inconvénient de la-technique antérieure et elle vise, en consequen-ce, un moteur à combustion interne pouvant fonctionner avec un rendement élavé, bien qu'il soit de faible volume et de construction simple. De façon plus précise, l'invention a pour objet un moteur à combustion interne caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un cylindre, un piston conçu pour se déplacer d'un mouvement de va-et-vient dans ce cylindre, une bielle fixée par l'une de ses extrémités à ce piston, des moyens assurant le guidage de cette bielle pour quelle se déplace d'un mouvement rectiligne, une pièce pivotante mixte tige-bague comportant une ouverture circulaire et montée de façon pivotante dans la bielle, une pièce circulaire logée dans cette ouverture circulaire de la pièce mixte pivotante dans laquelle elle peut tourner et un arbre de sortie fixé à cette pièce circulaire en position excentrée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation. Sur ces dessins, - la figure 1 est une vue en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2, représentant un moteur à combustion interne suivant une forme de réalisation de l'invention. - la figure 2 est une coupe faite selon la ligne I-I de la figure 1. - la figure 3A est une vue en coupe d'un demi bloc-cylindre du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 3B représente , vu de cote, ltautre demi bloc-cylindre. - la figure 4 est une vue en bout de la figure 3A, dans le sens des flèches IV. - la figure 5 est une vue de côté d'un piston du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 6 est une vue de dessous du piston de la figure 5, dans le sens des flèches VI. - la figure 7 est une vue de dessus du piston de la figure 5, dans le sens-des flèches VII. - la figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 6. - la figure 9 est une coupe de la bielle du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 10 est une vue en bout de la bielle, dans le sens des flèches X de la figure 9. - la figure Il est une vue en bout dans le sens des flèches XI de la figure 9. - la figure 12 est une coupe de la bielle suivant la ligne XII-XII de la figure 9. - la figure 13 est une coupe de la bielle suivant la ligne XIII-XIII de la figure 9. - la figure~14 est une vue en plan de la pièce pivotante mixte tige-bague du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 15 est une coupe de cette pièce mixte pivotante, suivant la ligne XV-XV de la figure 14. - la figure 16 est une coupe de cette pièce mixte pivotante suivant la ligne XVI-XVI de la figure 14. - la figure 17 est une vue de c8té de la goupille de liaison du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 18 est une vue en plan de la pince appliquée sur cette goupille de liaison de la figure 17. - la figure 19 est une vue en plan, avec certaines parties en coupe transversale , du roulement à billes du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 20 est une coupe du roulement à billes suivant la ligne XX- XX de la figure 19. - la figure 21 est une vue en plan de la pièce circulaire excentrée du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 22 est une vue de côté de cette pièce circulaire excentrée de la figure 21. - la figure 23 est une coupe de cette pièce circulaire excentrée, suivant la ligne XXIII- XXIII de la figure 21. - la figure 24 est une vue de côté de l'arbre de sortie du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. - la figure 25 est une coupe de l'arbre de sortie, suivant la ligne XXV - XXV de la figure 24. - les figures 26 et 27 sont des vues en coupe pratiquement identiques à la figure 1 , mais ~~~~~~~ représentant la pièce circulaire excentrée à des positions décalées respectivement de 900 et 180 par rapport à la position représentée sur la figure 1. - les figures 28 à 31 sont des vues schématiques destinées à expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne de la figure 1, représentant les pistons à des positions différentes. - les figures 32 et 33 sont des vues en perspective, avec des arrachements, du moteur à combustion interne selon l'invention, à des positions correspondant respectivement aux positions des figures 29 et 31. - la figure 34 est une coupe d'une autre forme de réalisation de l'invention. - la figure 35 est une coupe de la bielle suivant la ligne XXXV - XXXV de la figure 34. - la figure 36 est une coupe d'une autre forme de réalisation de l'invention. Le moteur à combustion interne selon l'invention comprend, comme représenté sur les figures 1 à 4, un bloc-cylindre 10 formé de deux demi blocs cylindres (10A et lOB). Chaque demi bloc cylindre 1DA (lOB) comprend un cylindre proprement dit ttA (11B), un corps principal 13A (13B) délimitant une chambre circulaire 12 et une partie 12A, et une bride 14A (14B). Les deux demi blocs cylindre 10A et 10B sont reliés l'un à l'autre au moyen de boulons 15 et d'écrous 16 pour constituer le bloc-cylindres 10 comportant les deux cylindres lIA (îlE). La référence 17 désigne des trous destinés à recevoir des boulons 15. La référence 18 désigne une chemise d'eau. La référence 19 désigne des paliers qui portent un arbre de sortie 80 qui sera décrit plus loin. Dans les cylindres 11A et 1iB peuvent se déplacer, d'un mouvement de va-et-vient, respectivement les pistons 20A et 20B, qui sont pratiquement identiques. Chacun de ces deux piston 20A - 20B présente, comme on le voit de façon détaillée sur les figures 5 à 8, des gorges pour segments d'étanchéité 21 et une gorge 22 pour segment racleur, sur sa surface extérieure et, sur son pourtour intérieur, une partie taraudée 23 dans laquelle se visse une partie filetée 31 de la bielle 30, comme cela va être expliqué ci-après. La référence 24 désigne des écrous à tête que l'on pose à l'aide d'un outil (non représenté) lorsque les pistons 20A et 20E sont vissés sur la bielle 30. La référence 25 désigne des trous de renvoi d'huile. Comme représenté de façon -détaillée sur les figures 9 à 13, la bielle 30 qui relie les deux pistons 20A et 20B comporte, à ses deux extrémités opposées, les parties filetées 31 destinées à se visser respectivement dans les parties taraudées 23 des pistons 20A et 20B. La bielle 30 comporte deux éléments de liaison 33 qui délimitent un passage 32 pour une pièce pivotante mixte tige-anneau 40 qui sera décrite plus loin. Les deux éléments de liaison 33 comportent chacun une fente 34 dans laquelle peut passer, sans frottement, l'arbre de sortie 80. Un passage longitudinal 35 pour l'huile est pratiqué à une extrémité de la bielle 30 reliée au piston 2OA. L'autre extrémité de cette bielle 30, qui est reliée au piston 20B, comporte un passage d'huile 36 et une ouverture 37 dans laquelle est introduite une goupille de liaison 50 qui sera décrite ci-après. La pièce pivotante mixte tige-anneau 40, représentée sur les figures 14 à 16, pivote sur cette goupille de liaison 50 repré sentée sur la figure 17, introduite dans l'ouverture 37 pratiquée dans la bielle 30. La pièce pivotante mixte 40 comprend une extré mité principale 42 en forme d'anneau délimitant un vide circulaire 41 d'assez grande dimension et une petite extrémité 44 percée d'une ouverture 43 dans laquelle vient se loger la goupille de liaison 50. La petite extrémité 44 comporte également des trous à huile 45 et 46 et des rainures de graissage 47 et 48. La grande extrémité 42 pré sente, sous son pourtour intérieur, des encoches 49 servant à fixer un roulement à billes 60 qui sera décrit ci-après. La goupille de liaison 50 présente, à l'uns de ses extrémités, une surface d'arrêt 52 et, à son autre extrémité, une gorge ou rainure 54 dans laquelle vient se lever une pince élastique 53 représentée sur la figure 18, afin de relier de façon pivotante la pièce pivotante mixte 40 à la bielle 30. Le roulement à billes 60 représenté sur les figures 19 et 20 est introduit et fixé dans l'espace circulaire 41 de la grosse extrémité 42 de la pièce pivotante mixte 40. Ce roulement à billes 60 comporte une gorge de roulement extérieure 61 présentant des saillies 62 destinées à venir s'engager dans les encoches 49 de la grosse extrémité 42 de la pièce pivotante mixte 40, et une gorge de roulement inférieure 63, munie de saillies 64 destinées à s'engager dans les évidements 73 pratiqués dans une pièce circulaire excentrée 70 qui sera décrite ci-après.La référence 65 désigne des trous à huile Dans le roulement à billes 60 et à l'intérieur par rapport à la gorge de roulement 63, se trouve la pièce circulaire excentrée 70, représentée sur les figures 21 à 23, qui comprend une partie 71 en forme de disque et, un rebord annulaire 72 situé sur un pourtour extérieur de la partie 71 en forme de disque. Ce rebord annulaire 72 comporte, sur sa surface extérieure, les évidements longitudinaux 73 qui sont destinés à recevoir les saillies 64 lorsque l'on dispose la pièce circulaire excentrée 70 dans le roulement à billes 60, de manière que cette pièce circulaire excentrée 70 et la gorge intérieure de roulement 63 de roulement à billes 60 puissent tourner d'un seul bloc.La pièce circulaire excentrée 70 comporte une ouverture excentrée 75 entourée par une protubérance 74 et comportant les évidements 76 destinés à recevoir les saillies longitudinales 82 que comporte l'arbre de sortie 80 qui sera décrit ci-après. La référence 77 désigne des trous à huile et la référence 78 une rainure de graissage. On voit, sur les figures 24 et 25, l'arbre de sortie 80 destiné à être introduit dans l'ouverture excentrée 75 pratiqués dans la pièce circulaire excentrée 70. L'arbre de sortie 80 comporte une partie périphérique 81 de grand diamètre sur laquelle se trouvent les saillies longitudinales 82 destinées à pénétrer dans les évidements 76 que comporte la diète circulaire excentrée 70. Les références 83 à 85 désignent des trous à huile et les références 86 et 87 désignent des rainures de graissage. Si les demi bloc-cylindres îOA et 10B, les pistons 20A et 20B, la bielle 30, la pièce pivotante mixte tige-anneau 60, le roulement à billes 60, la pièce circulaire excentrée 70 et l'arbre de sortie 80 sont montés comme représenté sur les figures t et 2, le piston 20A (20B) guident la bielle 30 de façon qu'elle effectue une trajectoire rectiligne, de sorte que l'autre des deux pistons 20B ( ou 20A) se déplace en ligne droite. Le pièce pivotante mixte tige-anneau 40 agit d'un seul bloc avec la gorge de roulement 61 du roulement à billes 60 et elle peut pivoter par rapport à la bielle 30, tandis que la pièce circulaire excentrée 70 et l'arbre de sortie 80 agissent d'un seul bloc avec la gorge intérieure de roulement 63 du roulement à billes 60 et peuvent tourner par rapport à la pièce pivotante mixte 40. L'arbre de sortie 80, qui est fixé à la pièce circulaire excentrée 70, sort par les fentes 34 pratiquées dans la bielle 30 et par les paliers 19 formés dans les deux demi blocs-cylindres 10A et 1OB. On décrira ci-après le fonctionnement de ce moteur à combustion interne en se reportant à la figure 1 et aux figures 26 à 31. Les pistons 20A et 20B représentés sur la figure 1 occupent respectivement la position de point mort supérieur et de point mort inférieur. Si le piston 20A occupant cette position, se met en mouvement pour un temps d'aspiration du moteur, le piston 20B se met en mouvement pour un temps d'échappement de sorte qu'il se déplace vers la droite sur la figure 1. Il en résulte que la pièce mixte pivotante tige-anneau 40 pivote autour de la goupille de liaison 50 comme représenté sur la figure 26, ce qui fait to-urner la pièce circulaire excentrée 70 autour de l'arbre de sortie 80. De la sorte, cet arbre de sortie, fixé à la pièce circulaire excentrée 70, tourne dans le sens de la flèche de la figure 26. Quand les pistons 20A et 20B atteignent respectivement l'extrémité de leur course d'aspiration et de leur course d'échappement, les pistons 20A et 20B atteignent respectivement la position de point mort inférieur et de point mort supérieur, représentées sur la figure 27. Lorsque les pistons 20A et 20B occupent ces positions, la pièce pivotante mixte 40 s'est déplacée de 1800 par rapport à sa position initiale, représentée sur la figure 1 , et, par suite, l'arbre de sortie 80 a, lui aussi, tourné de 1800 par rapport à sa position initiale. Les figures 28 à 33 sont des vues schématiques qui représentent de façon plus détaillée le fonctionnement du moteur interne selon l'invention. Les positions des pistons 20A et 20B représentées sur les figures 28 à 30 correspondent respectivement aux positions des pistons 20A et 20B sur les figures 1,26 et 27, tandis que les figures 32 et 33 sont des vues en perspectives, avec des arrachements du moteur à combustion interne, vues qui correspondent respectivement aux positions représentées sur les figures 29 et 31. Si une soupape d'aspiration 91A et une soupape d'échappement 92B s'ouvrent et si les pistons 20A et 20B se mettent à se déplacer, respectivement pour un temps d'aspiration et pour un temps d'échappement, de leur position représentée sur la figure 28, les pistons 20A et 20B atteignent respectivement la position de point mort inférieur et de point mort supérieur représentés sur la figure 30, et leur temps d'aspiration et d'échappement se terminent après passage par les positions représentées sur-la ligure 29. Puis, la soupape d'aspiration 91 A et la soupape d'éclçnent 92B se ferment et la soupape d'aspiration 91 B s'ouvre. Cela a pour effet d'entraîner les pistons 20A et 20B respectivement pour une course de compression et une course d'aspiration.Les pistons 20A et 20B reviennent ainsi aux positions représentées sur la figure 28 après être passées par les positions représentées sur la figure 31. Les pistons étant revenus à leuis positions représentées sur la figure 28, les soupapes 91A et 92B se ferment. De la sorte, les pistons 20A et 20B atteignent les positions représentées sur la figure 30 en effectuant respectivement leurs courses de détente et de compression. De la sorte, les pistons 20A et 20B font touner l'arbre de sortie 80 de façon continue. Il ressort de la description précédente que l'invention permet d'augmenter le diamètre intérieur des cylindres et de diminuer la course des pistons d'un moteur à combustion interne. Cela présente l'avantage de diminuer la quantité d'oxydes d'azote rejetée dans l'atmosphère puisque l'on peut augmenter le rapport F/V entre la surface d'une chambre de combustion et son volume. Dans le moteur à combustion interne selon l'invention, chaque - piston se déplace suivant une trajectoire bien rectiligne et n'effectue pas de secousses ou de broutage. De la sorte, la surface de chaque piston est bien maintenue appliquée contre la surface intérieure du cylindre correspondant au cours de son déplacement, ce qui diminue les fuites de gaz et supprime le bruit qui serait provoqué par le choc entre le piston et la paroi du cylindre. Un autre avantage réside dans le fait que l'on peut ainsi diminuer le jeu entre chaque piston et le cylindre correspondant. L'invention rend inutile un vilbrequin, bielle et autres pièces. Cela simplifie la construction du moteur et permet de réaliser un moteur peu encombrant et léger. L'application de l'invention à un moteur du type horizontal à pistons opposés égalise la distance entre le carburateur et chaque chembre de combustion. Celà permet d'augmenter le rendement de la combustion, de diminuer ltéchappement d'hydrocarbure et d'oxyde de carbone et de diminuer la consommation en carburant. On décrira maintenant une autre forme de réalisation, représentée sur les figures 34 et 35. Le moteur représenté sur ces figures comprend deux demi blocs-cylindres îOOA et 100B réunis au moyen de boulons 115 qui comportent des cylindres 110A et 110E d'un diamètre supérieur à celui des cylindres lIA et tlB. Une bielle 130 qui relie l'un à l'autre les pistons 120A et 120B comporte des extrémités 131 plus grandes que le corps principal de la bielle 13Q. Comme représenté sur la figure 35, une extrémité 131 de plus grande dimension revêt la forme de la lettre Y avec un passage huile 132en forme V et les extrémités avant de cette partie 131 en forme d'Y comportent des filetages t31A et 131B qui se vissent sur le piston 11ou. Bien que cela ne soit pas représenté, l'autre extrémité (131) de la bielle 130 est de construction identique.La pièce pivotante mixte tige-anneau 40, la goupille de liaison 50, le roulement à billes 60, la pièce circulaire excentrée 70, l'arbre de sortie 80 et les fentes 34 de la forme de réalisation représentées sur les figures 34 et 35 sont de construction pratiquement identique à celle des éléments homologues représentée sur la figure 1, de sorte que l'on oe décrira pas ces pièces. Cette forme de réalisation offre l'avantage complémentaire de permettre d'aux menter le diamètre du cylindre et de faciliter l'usinage des deux demi blocs-cylindres. La figure 36 représente une autre forme de réalisation, correspondant à un moteur liquide vertical. Dans cette nouvelle forme de réalisation, le demi bloc-cylindre 10B comprenant un cylindre 11B et un corps principal 13B, le piston 20B, la pièce pivotante mixte 40, la goupille de liaison 50, le roulement à billes 60, la pièce circulaire excentrée 70 et l'arbre de sortie 80 sont de constructions pratiquement identiques à celle des éléments homologue de la forme de réalisation représentée sur la figure 1. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 36, une bielle 230 est reliée à l'une de ses extrémités ou piston 20E comme dans le cas des deux formes de réalisation décrites précédemment, mais cette bielle 230 présente, à son autre extrémité, une tige de guidage 231 de plus petit diamètre. A un autre demi bloc-cylindres 210 relié au demi bi-c-cylindres 210B à l'aide de boulons 215, est fixée à l'aide de boulons 213, une plaque de guidage 212 comportant une ouverture 211 destinée à recevoir la tige de guidage 231. La bielle 230 comporte des fentes 234 permettant à l'arbre de sortie 80 de passer sans frottement. De la sorte, la bielle 230 se trouve guidée par la plaque de guidage 212 de telle manière que le piston 20B se déplace d'un mouvement bien rectiligne sans effectuer de secousses et sans frapper la paroi intérieure du cylindre 11B. Il ressort de ce qui précède que l'invention permet d'augmenter le diamètre intérieur d'un cylindre et de diminuer la course d'un piston, en permettant ainsi au piston de se déplacer suivant un trajet bien rectiligne. De plus, l'invention supprime le vilbrequin, la bielle et autre pièce, ce qui permet de réaliser des moteurs de combustion interne plus simples, plus légers et moins encombrants. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un cylindre, un piston disposé dans ledit cylindre de manière à s'y déplacer d'un mouvement de va-et-vient, d'une bielle fixée, par l'une de ses extrémités, audit piston, un moyen de guidage servant à guider ladite bielle pour qu'elle se déplace d'un mouvement rectiligne, une pièce pivotante comportant une ouverture circulaire et montée de façon pivotante dans ladite bielle, une pièce circulaire logée dans ladite ouverture circulaire de ladite pièce pivotante, dans laquelle elle peut tourner, et, un arbre de sortie fixé de façon excentrée sur ladite pièce circulaire 2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit moyen de guidage comprend un second cylindre opposé audit cylindre et un second piston fixé à l'autre extrémité de ladite bielle et logé dans ledit second cylindre pour s'y déplacer d'un mouvement de va -et-vient.