Brevet FR2374512A1 — publié le 19780713

La présente invention est relative à un mo-teur à combustion interne à pistons rotatifs pour mélange carburant-air ou injection gas-oil, dans lequel tournent avec cooperation par glissement, dans une chambre intérieure délimitée par une enveloppe cylindrique à section ovale et des joues, quatre pistons semblables en forme de secteur, pouvant osciller en rotation et s'appliquant rigidement à leur extrémité, par l'intermediaire de rouleaux d'articulation et de rouleaux porte-joint, contre la surface intérieure del'en~veloppé, et dans lequel la transmission des forces des pistons à l'arbre est assuree par une. paire de bras solidaire de l'arbre et une paire de bras montée de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre et à l'aide de bras de longueur variable radialement. Par le brevet allemand n" 1 295 569, on connaît un moteur à combustion interne à pistons rotatifs du type mentionné dans lequel tournent, comme système moteur, deux pistons et, comme paire de bras, deux bras diamétralement opposés et solidaires de l'arbre. Par le brevet allemand n" 1 451764, on connaît un moteur à combustion interne à pistons rotatifs du même type, dans lequel quatre pistons tournent à la façon d'un quadrilatère articulé à côtés égaux, le système moteur étant formé. de quatre bras disposées entre l'arbre et les pistons, une paire de bras etant solidaire de l'arbre et une paire de bras étant montée de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre. Cette disposition de paires de bras rigide et tournante sur l'arbre a pour inconvénient qu'on n'obtient pas une rotation uniforme de l'arbre. La paire de bras rigide transmet deux couples à l'arbre. La paire de bras-montee de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre ne transmet pas de couples à l'arbre. Un autre inconvénient est que chaque piston exécute un moindre pivotement le long de la surface ovale de l'enveloppe dans la région de sa rotation qui est proche de 1 'axe, de sorte que chaque bras transmet à l'arbre une plus grande vitesse angulaire. Dans la région de la rotation qui est éloignée de i l'arbre9 c-haque piston doit exécuter le long de la surface cintrée de l'enveloppe un pivotement plus grand et donc de plus longue durée, de sorte que le bras correspondant transmet à l'arbre une moindre vitesse angulaire..Pour supporter les forces de traction et de compression de chaque piston relativement à l'arbre, il est sans inconvénient que la paire de bras soit solidaire de l'arbre ou puisse tourner autour de l'arbre. Par les brevets U.S.A. n" 3 295 505 et 3 369 529, on connaît un moteur à combustion interne à pistons rotatifs du même type comportant un système moteur qui assure une rotation uniforme de l'arbre, grâce à ses quatre pistons et aux quatre bras distincts, solidaires de l'arbre et, en même temps, de longueur variable radialement. L'inconvénient de cette solution est que les pistons s'appuient au moment de l'allumage, avec leurs forces de traction et de compression, contre l'enveloppe ovale opposee. I1 n'y a pas de soutien par des bras contre l'arbre. Un avantage est que deux pistons, presentent chacun en leur milieu une préchambre munie de canaux d'injection pour la realisation du procédé Diesel. L'invention a pour but de fournir, pour un moteur à combustion interne à pistons rotatifs muni de quatre pistons, une disposition efficace de système moteur pour la transmissio-n des forces à l'arbre, dans laquelle les forces de traction et de compression engendrées soient supportées par l'arbre et dans lequel, en même temps, l'arbre tourne à une vitesse angulaire uniforme. La solution doit être telle que le procédé Otto à quatre temps avec mélange carburant-air puisse être réalisé. De même, il faut que la disposition du système moteur n'empêche pas de prévoir avantageusement une prechambre au milieu du piston pour l'application du procédé Diesel. En disposant seulement individuellement des bras rigides, mobiles ou de longueur variable pour un système moteur, on n'obtient pas une solution répondant à tous les besoins. C'est seulement dans une coopération conjointe des bras, qui agissaient jusqu'ici individuellement, que l'on peut obtenir une disposition de système moteur pour enveloppe ovale ne comportant plus les inconvénients mentionnés. Selon l'invention, dans un moteur à combustion interne à pistons rotatifs du type défini plus haut, dans le cas où l'on utilise le mélange carburant-air, ce probleme est résolu par le fait que pour le système moteur sont prévus, entre l'arbre et les rouleaux d'articulation, deux paires de bras montées de manièreà pouvoir tourner autour de l'arbre et, de façon connue, quatre bras distincts solidaires de l'arbre et, en même temps, de longueur va-riable radialement. Pour un moteu-r- à combustion interne à pistons rotatifs destiné au fonctionnement avec injection de gas-oil, il faut une place suffisante au milieu de la longueur d'un-piston pour installer une préchambre munie de canaux d'injection menant à la chambre de compression. La chambre de combustion doit se trouver au milieu de la longueur du piston et à la hauteur de la longueur des côtés d'un carre, afin que la résultante des forces de compression forme le couple relativement au centre de rotation du piston. Sans-Ventraver le procédé de combustion et sans gêne pour le système moteur, deux paires de bras sont disposées à côté de l'arbre sans changer le centre de rotation situé au milieu de la longueur d'un piston.Concrètement, le systeme moteur transmet les couples par le- fait que sur chacun des bras d'une paire de bras large montée de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre sont disposés, à peu près au milieu de la- longueur radiale du bras, deùx bras étroi-ts d'égale longueur, montés de manière à pouvoir tourner des deux côtés autour de tourillons de bras et que de façon connue, entre l'arbre et les rouleaux d'articulation sont dispos-es- quatre bras distincts, solidaires de l'arbre et en outre de longueur variable radialement.Chacun des deux pistons est soutenu avantageusement en direction longitudinale par deux bras s'appliquant largement aux extrémités du piston et dans son extension axiale, chaque piston est soutenu de façon aussi avantageuse contre les parois latérales intérieures, de sorte que chaque piston est soutenu, au moment de la haute pression d'allumage, par quatre bras s'appliquant tres à I'extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la de-scription qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement a titre d'exemple diverses formes de réalisation du moteur. Sur ces dessins La figure 1 est une vue e-n coupe suivant II-II de la figure 1 d'un moteur à combustion interne à pistons rotatifs destine. fonctionner au mélange carburant-air La figure 2 est une vue des paires de bras montées autour de l'arbre et autour de tourillons de bras, dans la largeur intérieure du piston La figure 3 est une vue schematique du système moteur dans la position en carré, se mouvant d'après la cinématique d'un quadrilatère articulé à côtes égaux ; La figure 4 est une vue schematique du système moteur dans la position en losange ; La figure 5 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 10 d'un moteur à combustion interne à pistons rotatifs destiné à fonctionner avec injection de gas-oil ;; La figure 6 est une vue d'une paire de bras montée autour de l'arbre et deux paires de bras montes sur cette paire de bras large ; La figure 7 est une vue du système moteur dans la position cinématique en carré La figure 8 est une vue du systeme moteur dans la position cinématique en losange ; La figure 9 est une vue en coupe longitudinale suivant I-I de la figure 1 ; La figure 10 est une vue en coupe longitudinale suivant IV-IV de la figure 5. Sur les dessins, ou les mêmes références désignent des parties semblables ou ayant une action semblable, l'arbre est designé par 1. Autour de l'arbre 1 sont montées, selon la figure 1, les paires de bras 2, 2a, les deux paires de bras 2a étant disposees à côte de la paire 2 et ayant chacune la moitié de la largeur de cette dernière. Les masses égales et à montage centre de ces quatre bras augmentent les masses totales tournant autour du centre de l'arbre. Par leurs tourillons de bras 3, ils sont montés dans les pistons 9, selon la figure 1, et dans les pistons 9b, selon la figure 5. Dans la paire de bras 2 de la figure 5 sont disposés à côté de l'arbre 1, chacun dans un bras 2, deux tourillons de bras courts 3a autour de chacun desquels sont articulés deux bras 2b.Tous les pistons 9, 9a, 9b, dont la longueur est égale au côte d'un quadrilatère articulé a côtes égaux, constituent, en même temps, un élément fonctionnel de l'ensemble du systeme moteur et, par leurs surfaces extérieures convexes en forme de secteur, ils forment, en meme temps, pendant la rotation, avec l'enveloppe ovale 10 et ses joues, les chambres de travail dont le volume se forme periodiquement. Selon les figures 1, 5, 9, 10, les quatre bras courts 4 sont solidaires de l'arbre 1. Selon les figures 9, 10, les quatre bras courts 4a peuvent être retires de l'arbre-I pour des raisons de monta.ge. Dans des perforations de ces bras 4, 4a se meuvent les bras de longueur variable 5, en matière ronde. Ils sont-solidaires des rouleaux d'articulation 6. Dans les rouleaux d'articulation 6 sont montés excentriquement les rouleaux porte-joint 7. Les surfaces de glissement 8 peuvent s'insérer fe-rmement dans les rouleaux porte-joint 7. Les deux pistons 9, 9a ont en -commun la chambre de compression 9c. Lorsqu'on utilise le mélange cårburant- air, les quatre pistons 9 sont de forme semblable. Ils sont montés de manière à pouvoir osciller en rotation autour des tourillons de bras 3 et des rouleaux d'articulation 6, au centre de rotation qui est en même temps, le centre de gravité.Par le canal d'admission 11, du mélange carburant-air arrive aux chambres de travail et dans la chambre de compression 9c, le mélange est allume par la bougie 13a et les gaz de combustion sont évacués par le canal d'echappement 12, des sorte que le procédé Otto à quatre temps est réalisé. Lorsqu'on utilise le gas-oil, les pistons 9a, 9b de la figure 5, au nombre de quatre en tout, peuvent aussi osciller en rotation de façon équilibrée au centre de rotation qui est, en même temps, le centre de gravite9 mais étant donné l'injection de gas-oil, ils ont une forme différente. Les deux pistons 9a présentent au milieu de leur longueur une préchambre sphérique 9d munie de plusieurs canaux d'injection 9e qui sont dirigés vers l'avant et vers les côtes.Les pistons de refroidissement 9b sont sans tête,de sorte que de l'air frais arrive du canal d'admission 1I à l'intérieur de l'enveloppe pour agir sur les surfaces intérieures de l'enveloppe et le système moteur, et l'air chauffé est expulsé à nouveau dans l'atmosphère parle piston de refroidissement9b, lorsqu'.il passe devant le canal d'echap- pement 12. Le refroidissement intérieur dei'enveloppe et le refroidissement du systeme-moteur sont réalisés en vue de l'abaissement jusqu'aux températures de fonction-nement, même quand les joues sont fermées. L'injecteur 13b disposé dans l'envelopp-e 10 dans la zone proche de l'axe peut avantageusement projeter le film de carburant avec une grande surface à- travers le col allongé du canal sur la surface sphérique 9d de la préchambre, pendant la rotation. Le canal d'admission 11 et le canal d'échappement 12 sont à une distance telle l'un de l'autre qu'il s'effectue un court balayage des gaz résiduels hors de la chambre de compression 9c. REVENDICATION 1. Moteur à combustion interne a pistons rotatifs pour mélange carb-urant-air ou injection de gas-oil, dans lequel tournent avec coopération par glissement, dans une chambre inte- rieure délimitée par une enveloppe cylindrique à section ovale et des joues, quatre pistons semblables en forme de secteur, pouvant osciller en rotation et s'appliquant rigidement à leur extrémité, par l'intermediaire~de rouleaux d'articulation et de rouleaux porte-joint, contre la surface intérieure de l'enveloppe, et dans lequel Ta transmissi-on des forces des pistons à l'arbre est assurée par une paire de- bras solidaire de l'arbre et une paire de bras montée de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre et à l'aide de bras de longueur variable radialement, moteur caractérisé par le fai-t que pour le systeme moteur sont prfivus, entre l'arbre (.1) et les rouleaux d'articulation (6), deux paires de bras (2, 2a) montées de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre (1) et, de façon connue, quatre bras distincts (4, 4a, 5) solidaires de l'arbre (1) et, en même temps, de longueur variable radialement. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sur chacun des bras (1) d'une paire de bras large (2) montée de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre (1) sont disposés, à peu près au milieu de la longueur radiale du bras, deux bras étroits (2b) d'égale longueur, montes de marnière à pouvoir tourner des deux côtes autour de tourillons (3a) de bras et que de façon connue, entre l'arbre (1) et les rouleaux d'articulation (6) sont disposes quatre bras distincts (4, 4a 5) solidaires de l'arbre (1) et en outre de longueur variable radiale ment