Brevet FR2377526A1 — publié le 19780811

La présente invention concerne un moteur rotatif à explosion ou à combustion interne, fonctionnant soit à l'essence ou au gas-oil (cycle Diesel), à chambre de combustion ou à explosion, à volume variable, moteur à stator et rotor concentrique. Les moteurs rotatifs à explosion ou à combustion, connus actuellement rendent difficile l'application du principe de Carnot et du cycle théorique, court dans le temps, long dans espace, pour une meilleure utilisation du temps moteur. L'invention a en conséquence pour but, de fournir un moteur rotatif, ne postant que peu de problèmes en ce qui concerne l'utilisation du rendement thermique théorique, et l'avantage de ce principe sur la consommation et 1' énergie. L'invention concerne à cet effet un moteur rotatif, caractérisé en ce qu'il se compose d'éléments de forme circulaire, stator et rotor. Un ou des pistons satellites ayant la forme de came, ménageant entre eux des chambres de forme annulaire entre le stator et le rotor. Chambres qui, pour une même cylindrée, peuvent avoir une longueur importante et par cela même, longue dans l'espace, et courte dans le temps, du fait de la forme circulaire de la cylindrée, et de la longueur de la chambre de détente. Le but de cette géométrie est d'assurer au piston ou aux pistons, un parcours bien défini dans un stator de forme circulaire ; d'une part, le piston aspire le mélange gazeux du fait de son déplacement dans cette cylindrée, comprime ce mélange à sa partie avant dans la boite de transfert, du fait de l'admission précédente, par l'intermédiaire de lumières placées sur la boite de transfert. Lorsque ce mélange atteint son taux de compression, la boite de transfert ferme cette lumière et dégage totalement le passage de la came-piston. Pour ce faire, poussée d'une part par la came-piston, et actionnée par une autre came extérieure, elle peut prendre sa nouvelle position. De par sa forme, la boite de transfert peut redeseendre, se mouvoir, reprendre cette nouvelle position dans la cylindrée. Dans sa descente, la boite de transfert libère une autre soupape, commandée par une came extérieure, et dégage une lumière pour laisser passer le mélange en expansion, du fait de son explosion dans la boite de transfert, 11" de déplacement angulaire sur l'arbre moteur pour 1 800 tours, le piston subit une poussée dans le temps, proportionnelle à sa position, et à la longueur de cette cylindrée; lorsque le piston reçoit cette énergie d'avant vers l'arrière, il balaye les gaz de l'explosion précédente par l'arrière de ce même piston.Dans son déplacement, le piston va se trouver face à l'ouverture d'échappement, d'où le mélange pourra se libérer vers l'extérieur. La came-piston, dans son parcours, va ouvrir de nouveau, de par sa forme, une cloison étanche séparant ces deux chambres, l'une d'expansion que nous venons de voir, l'autre d'aspiration et compression, du fait de la fermeture de cette cloison étanche. L'aspiration vers l'arrière de la came-piston peut s'effectuer du fait que l'on a aménager dans cette cylindrée, une ouverture d'admission de gaz frais. Compression vers l'avant de ce meme piston, le cycle recommence en passant par la boite de transfert, un temps moteur par tour, ou deux temps moteur selon le nombre de cames-pistons sur le rotor. La présente invention se caractérise entre autre du fait du rappel de la boite de transfert dans la cylindrée, rappel dû à l'utilisation de l'explosion des gaz, au sein de la boite de transfert. Cette explosion prend appui sur une partie immobile du fond de la boite de transfert, ce qui permet de déterminer lors de sa descente, exactement l'emplacement de cette boite, comparativement à la came-piston, ce que ne permettraient pas les commandes, ou rappels par ressort, aux grandes vitesses. Cette souplesse, ici est déterminée par l'avance à l'allumage du mélange, en fonction de la vitesse du moteur. L'explosion se produit au sein de la boite de transfert, lorsque les deux soupapes sont fermées et renferment le mélange compressé. L'explosion, comme cela est connu, n'est pas instantanée, et utilisant cette loi en tant que réaction pour positionner très exactement l'emplacement du piston par rapport à la boite de transfert, ou chambre d'explosion mobile, et de ménager un espace défini d'avance en fonction de la vitesse du moteur, comme nous venons de le voir, cet espace est le parcours que doit effectuer le piston, en fonction de l'énergie reçue dans le temps. Rappelons pour mémoire, afin de situer les différentes fonctions, qu'un ressort de rappel aux vitesses élevées ne dispose pas de cette faculté. L'espace piston, boite de transfert, deviendrait de plus en plus grand en fonction de la vitesse, et l'énergie cédée par l'explosion se ferait dans un écart angulaire de plus en plus important, et par cela mime, occasionnerait une perte d'énergie à la détente, et cette dernière ne serait plus longue dans l'espace. Ce qui caractérise cette invention, est dans le fait de la disposition de ces différents organes, et leur position, et que pour une même cylindrée, l'on peut augmenter la longueur de cette détente, en restant court dans le temps. La conception géométrique de ce moteur, permet l'utilisation plus complète du temps d'expansion d'un mélange gazeux, caractérisé par cet espace entre le rotor et le stator, et la longueur de cette chambre annulaire, destinée à recevoir la poussée motrice de l'explosion par l'intermédiaire de la boite de transfert et de sa came-piston. Cette boite de transfert se caractérisX du fait qu'elle est elle-même une chambre d'explosion escamotable dans le stator, que son volume peut, selon un réglage augmenter ou diminuer, selon qu'on utilise le cycle Diesel, ou à injection essence, ou des essences à un indice d'octane différent. Le volume de cette chambre peut être changé par simple calage du fond de la boite de transfert. Cette disposition peut être obtenue par l'intervention simple et personnelle, selon le but recherché. Cette invention est caractérisée du fait de la conception de ces organes, boite de transfert, position d'échappement, cloison étanche et mobile, et de la position de cette cloison mobile par rapport à la boite de transfert. En d'autres termes, pour une même cylindrée, l'on peut doubler la longueur de la détente motrice, et par cela même, l'utilisation presque complète du temps moteur et de sa détente, de telle sorte qu'à l'échappement, les gaz se trouvent presque totalement avoir céder leur énergie sur la came-piston, et de ce fait sur l'arbre moteur; but qui a toujours été recherchë. Selon une première variante, les explosions sont produites, non plus à chaque tour, mais à des multiples ou fractions de tour complet du rotor. Suivant une seconde variante, une ou plusieurs cames-pistons sont réparties régulièrement dans la chambre annulaire. Suivant une troisième variante, les cames-pistons associées à des cames extérieures, permettent par leur forme, à la boite de transfert de s'éclipser, laissant libre le passage de la came-piston. Suivant une quatrième variante, la boite de transfert est commandée par l'explosion du mélange au sein de cette dernière lorsque le mélange est isolé de l'ensemble rotor-stator enfermé dans cette enceinte qui est la boite de transfert, le mélange en expansion permet à la boite de transfert de descendre par réaction,- face à la came-piston. Suivant une cinquième variante, la boite de transfert est command zée par une asspciation-réaction du mélange explosif, et ressorts. Suivant une sixième variante, la boite de transfert est commandée par ces deux possibilités, plus une came extérieure, soit séparée ou associée. Suivant une septième variante, la boite de transfert se referme sur son mélange gazeux, soit par soupape, ou chemise coulissante. Suivant unehuitième variante, le mélange en suspension après l'explo sinon, trouve une ouverture face à la came-piston, par soupape ou chemise coulissante. Suivant une neuvième variante, c'est la boite de transfert qui par son déplacement, commande l'ouverture et la fermeture de ses propres orifices d'admission ou d'échappement du mélange gazeux. Suivant une dixième variante, la boite de transfert dans sa descente face à la came-piston, trouve à sa partie extérieure un butoir compensateur à bain d'huile, limitant sa descente et sa position face au rotor. Suivant une onzième variante, la cloison étanche diamétralement opposée, sépare les chambres d'admission et de compression et de détente, commandées par des cames extérieures. Suivant une douzième variante, la chambre d'expansion et d'admission, tout en gardant son même volume, peut doubler sa longueur sur la circonfé- rence, et selon le choix en application de ce principe. La présente invention est décrite plus enctEtail à lraide d'un mode de réalisation, et de dessins annexés où - la figure 1 représente une coupe perpendiculaire à l'axe du rotor, selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe axiale du moteur rotatif selon A. A. de la figure 1 - la figure 3 est une boite de transfert vue plus en détail L'exemple donné aux planches 1 et 2 se rapporte à un moteur rotatif suivant l'invention, la planche 2, plus particulièrement à la-boite de transfert. Ce moteur comporte un stator 1, et un rotor 2 qui ménagent entre eux des chambres 3 et 4, se rapportant au cas d'un moteur dans lequel une explosion se produit à chaque tour du rotor, le rotor est muni d'une came-piston 5, épousant le contour intérieur des chambres 3 et 4, le stator, de deux pièces mobiles boite de transfert 4 cloison étanche 11, toutes deux mobiles sur leur base, selon la position de la came-piston 5; cet élément 5 épousant dans son déplacement, le contour intérieur des chambres 3 et 4, de sorte qu'il les divise en deux parties, temps moteur et balayage 3, admission et compression 4. L'explosion du mélange carburant se produit dans la boite de transfert 6, lorsque la came 5 compresse ledit mélange et l'introduit par la lumière ou soupape 7 dite d'admission, la lumière 8 se trouve fermée. Lorsque la came-piston 5 de par sa forme ménage son libre passage, les lumières 7 et 8 se trouvent fermées ; le mélange compressé se trouve en contact avec une bougie d'allumage 9, la came-piston permet de par sa position à la boite de transfert 6 de redescendre du fait de l'explosion du mélange, et la lumière 8 de s'ouvrir face à la came-piston 5, et à l'explosion motrice de communiquer son énergie à la eame-zisaon 5. Au cours de la première partie de sa rotation, les gaz de ltexplosicll précédente sont expulsés par l'intermédiaire d'une ouverture 10, toujours ouverte.La came-piston 5, de par sa forme; ouvre la cloison étanche li qui se referme derrière la came-piston 5 et crée une dé pression entre la cloison étanche li et l'admission des gaz frais 1 2, entre la came-piston 5, qui remontent vers la boite de transfert 6, les gaz d'aspiration précédents se trouvent comprimés dans l'espace 4 et dirigés vers la lumière 7, le mouvement des pièces mobiles 6 et il est d'une part commandé par de lux fonctions, explosion du mélange, et ressorts de rappel.En ce qui concerne la boite de transfert 6, l'explosion, du fait que cette dernière n'est pas instantanée, réagit proportionnellement à l'angle que fait l'arbre-moteur comparativement au temps, où l'ensemble du mélange réagit, et prend appui sur la partie mobile 15. Cet appui du mélange en expansion permet de positionner l'emplacement de descente de la boite de transfert 6 par rapport à la came-piston 5, du fait de l'avance à l'allumage. Le mouvement des pièces mobiles 6-et 11 est commandé par des cames extérieures 16, ainsi que les lumières ou soupapes d'admission 7 et 8. Les butoirs compensateurs de pression et de hauteur 17 et 18 interviennent également pour limiter la pression de ces derniers sur le rotor.Les cames extérieures 16A permettent de diminuer la pression de la boite de transfert sur la came-piston 5. Lors passage de la boite de transfert 6, et de libérer cette action après son passage. Les cames extérieures 1 6A et 22 ont les mêmes fonctions en ce qui concerne la cloison étanche Il ; la partie 15 fixe de la boite de transfert 6 permet un taux de compression qui est en rapport avec les conditions mêmes d'un carburant essence, ou gas oil; ce volume 19, peut être augmenté ou diminué selon les conditions recherchées, et agissant sur les vis 20 de calage. La chambre, l'expansion 3 peut doubler sa longueur en conservant le même volume. La disposition des organes de ce moteur permet d'intervenir sur la hauteur, au bénéfice du diamètre rotor et stator, tout en conservant le principe même de l'invention, 21, guide de la boite de transfert , et de sa partie fixe 15. Le moteur rotatif suivant l'invention, utilise tous les types de carburant du fait de sa chambre d'explosion 19, à volume variable. REVENDICATIONS 1) Moteur rotatif à explosion, caractérisé en ce qu'il se compose d'une chambre à explosion mobile sur son support, chambre débouchant périodiquement sur la périphérie du stator face à une came-piston, de ma nière que ladite came reçoive les effets de l'explosion par l'intermédiaire de la boite de transfert, et communique cette explosion au rotor en poussée tangentielle, une ou plusieurs, selon le nombre de cames-pistons sur le rotor, et une partie fixe (stator). La partie mobile (rotor) concentrique réservant entre elles des chambres annulaires, le rotor étant muni d'une came-piston interrompant la chambre annulaire destinée à recevoir la poussée motrice de l'explosion jusqu'à l'orifice d'échappement.Cette came piston se trouve désormais face à une cloison étanche séparant totalement ces deux parties, la came-piston de par sa forme, soulève ladite cloison, la séparant de deux fonctions, poussée motrice, et balayage des gaz provenant de l'autre temps moteur; le libre passage obtenu et la cloison mobile ayant repris leur position de cloison étanche, les gaz sont aspirés par l'arrière de la came-piston, et devant cette même came, les gaz provenant d'une aspira tion précédente, disponibles, se trouvent compressés, entraidés vers la boite de transfert, tout en aspirant les gaz frais pour permettre le transit du mélange carburant. Lorsque la came-piston se trouve de nouveau face à ces gaz, mais les compriment vers la boite de transfert, son admission étant ouverte, la came-piston s'introduit sous la boite de transfert tout en introduisant les gaz et de par sa forme, crée son libre passage. La soupape d'admission dans la boite de transfert est désormais fermée; les gaz viennent au contact d'une bougie d'allumage, ce qui produit l'explosion du mélange et crée une réaction de cette même boite vers le bas, en rapport avec le temps nécessaire au mélange, gaz, pour que cette explosion puisse se communiquer à l'ensemble du mélange 110 sur l'arbre moteur, pour une vitesse de 1 800 T., ce qui permet de positionner très exactement l'emplacement de la boite transfert, comparativement à la came-piston et la vitesse du moteur.Le rotor reçoit la poussée provoquée par l'explosion, par l'intermédiaire de la came-piston, dans un espace qui est la cylindrée espace qui, pour un même cylindre, peut être deux fois plus long dans l'espace. 2) Moteur selon la revendication 1, dans lequel les explosions sont produites, non plus à chaque tour, mais à des multiples ou fractions de tour du rotor. 3) Moteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une ou plusieurs cames-pistons sont réparties dans la chambre annulaire. 4) Moteur selon l'une des revendica-ions précédentes, dans lequel la boite de transfert peut, selon les nécessités, changer la longueur de volume de la chambre d'explosion, du fait d'un fond mobile. 5) Moteur selon l'une des revendications précédentes dans lequel le fond mobile de la boite de transfert peut se déplacer, diminuer ou augmenter, le taux de compression, selon le cycle Diesel ou allumage à haute tension. 6) Moteur selon l'une des revendications l, dans lequel la cylindrée est prisse entre le rotor et le stator de telle sorte que cette hauteur soit faible comparativement à la longueur, tout en conservant par unité de surface la même pression des gaz d'explosion sur la tête de la came-piston. 7) Moteur, selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les pièces mobiles servant de soupapes d'admission dans la boite des transfert, peuvent recevoir une chemise, tant à l'admission qu'à l'échappément de ladite boite, pour l'ouverture et la fermeture de ces lumières. 8) Mateur, selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la boite de transfert peut être positionnée par rapport à la came-piston par réaction des gaz en expansion, cette dernière peut être commandée par came-extérieure et ressort, ou les deux principes associés, ou séparés.