Brevet FR2371576A1 — publié le 19780616

La prsente invention ooncerne l'amélioration du rendement thermique des moteurs du cycle à-4 temps dont les gas brulés emportent actuellement environ 50% de l'énergie fournie par le combustible utilisé, essence où gas-oil. La nécéssité d'obtenir un mélange galeux à proportion air/carburant est réalisée actuellement par carburateur où par injection et tous les efforts pour réaliser de soi-disants économiseurs de carburants sontpurement et simplement du domaine de la fantaisie. On sait pourtant que la puissance d'un moteur n'est en moyenne que de 2% de l'énergie fournie par le carburants et si les pertes par frottement, par inertie, par refroidissement et diverses qui atteignent 25% environ de l'énergie totale produite ont fait l'objet de progrés considérables qui les ont réduites a à l'inévitable besoin du fonctionnement, on ne s'est pas soucié suffismment à ce jour de remédier aux pertes causées par l'échappement des gaz brulés qui, au moment de leur libération par l'ouverture d'une soupape ont encore une pression interne de 3 à 5 kilos au cm selon l'angle d'ouverture de la distribution Des tentatives ont été faites dés 1924 ( ANDREAU ) pour prolonger la détente mais ce principe ne pourrait entre valable qu'avec un prolongement de la course de descente au moins égale à celle déja effectuée, ce qui est irréalisable. Tous les efforts ont porté sur l'emélioration des performances des moteurs et la faible amélioration de la consommation au CV/heure n'est obtenue que par les diminutions d'inertie et les perfectionnements de la carburation La présente invention est basée sur la certitude de ltexistence d'une force contenue deas las gat d'échappement et dont la récupération même partielle augmente d'autant le rendement calorifique du carburant utilisé. Ne pouvant agir sur le prolongement de la détente, cette récupération s'effectue sur une variation des surfaces et des volumes par le truchement d'un cylindre supplémentaire de n surdétente ".Si lton admet une pression de base moyenne de 3,5 kilos CB2 des gaz provenant de l'échappement des cylindres normaux de travail du moteur et une sortie de ces mêmes gaz dans ce mtme cylindre à une pression de 1,5 kgs centisétre2 environ, la pression moyenne d'utilisation s'établira encore à plus de 2 kgs cm2 pour la production d'une force. Comme au moment de l'ouverture d' 't échappement dans le cylindre moteur qui est simultanée avec l'ouverture d'admission dans le cylindre de surdétente, les pressions s'égalisent dans les 2 E cylindres.Le travail ne peut donc être positif qui5/si, à course égale des pistons dans les 2 cylindres, la surface de la tette de piston est plus grande à la détente qu'à la remontée du piston pendant l'échappement dans le cylindre de travail, Sur le rapport.de 1 à 2 pour les sections respectives des pistons et malgré les faibles pressions moyennes internes, le résultat calculé sur un moteur de 4 cylindres d'ensemble 782 cc de cylindrée donnant 27,5 CV à 5000 TM la récupération dans 2 cylindres de surdétente ( 1 cylindre pour 2 cylindres moteurs ) donnerait aprés déduction des contrepressions, un ensemble de 700 kgm. environ soit plus de 9 CV;; le tiers de la puissance que produit ce moteur à égalité de régime et de consommation, ce qui revient à dire qu'à puissance égale, la consommation passerait de 220 grammes au crheure à 165 grammes do. Les dessins explicatifs ne paraissent pas nécéssaires pour expliquer cette invention qui n'est qu'un procédé n'utilisant que des moyens mécaniques non seulement connus, mais semblables à ceux du moteur lui-meme. I1 se résume par la néoéssité de fonctionner en 3 cylindres au lieu de 2 ( 6 au lieu de 4, etc ) 2 des 3 cylindres étant classiques restant des cylindres de travail faisant leurs 4 cycles en 2 tours, le 30 cylindre de surdétente étant du cycle à 2 temps ( une admission et un échappement ) et servant alternativement à la détente perfectionnée de chacun des 2 autres cylindres qui lui sont couplés. Tout ce qui en découle n'est qu'une question de réglage. Par exemple, on peut maintenir dans les cylindres de travail une avance à l'ouverture d'échappement égale où supérieure à l'angle couramment employé. Si l'on augmente cette avance, on augmente également la pression de transfert, donc la pression moyenne dans le cylindre de surdétente, l'énergie n'est pas perdue pour autant. Dé même dans cette question de réglage, le point mort haut du piston de détente doit être calé sur le vilebrequin de telle sorte que ce point coincide avec le point dl5.0JE du cylindre.de travail, ce qui nécéssite un vilebrequin à manetons décalés angulairement et équilibré en conséquence. La distribution par soupapes est inchangée sur les cylindres de travail. Pour chaque cylindre de surdétente, 2 soupapes sont nécéssaires, une d' admission des gac brulés, une d'échappement des gaz détendus. L'arbre à cames ne tournant qu'à 1/2 régime du moteur* il n'y à aucun changement aux cames de commande des soupapes des cylindres de travail, mais par contre la commande des soupapes du cylindre de détente ayant lieu à chaque tour nécéssite des cames à double effet opposé où une surmultiplication par un arbre de renvoi, a où encore plus simplement un doublage des soupapes de ce cylindre ce qui est facile par suite de l'absence de bougie et de la section plus grande de ce dernier cylindre. On à d'ailleurs interet à usiner le vilebrequin de telle sorte que le temps d'échappement groupe 2 cylindres de travail de chaque coté du cylindre de surdétente. Si dans un 4 cylindres on désire maintenir 1 ordre d'allumage en 1, 3, 4, 2, les cylindres 1 et 3 devraient être couplés avec le cylindre N 1 de surdétente, ce qui compliquerait le passage des conduits. il est préférable de faire l'allumage en 1, 3; 2 et 4. Bntre 1 et 2 qui se déversent dans le même cylindre récupérateur, le maneton pour la bielle de ce cylindre sera à l'opposé des 2 autres, opposant ainsi les points morts corrigés angulaire ment pour les besoins du point dto.E.? Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé pour 1a construction de tous moteurs du cycle à 4 temps comportant au moins 2 cylindres où plusieurs groupes de 2 cylindres quelle qu'en soit la position en ligne où en opposé. I1 est valable quelle que soit la cylindrée unitaire et le mode d'alimentation par carburateur où par injection , le mode de fonctionnement, à explosion, à Diésel où à semi-diésel. L!économie de consommation peut varier de 25 à 40 % suivant les rapports d'alésage des différents cylindres. RVEDICATIOS. 10. Dispositif permettant de récupérer partiellement l'énergie contenue dans les gaz d'échappement des moteurs thermiques par le moyen d'un cylindre de surdétente caractérisé par le f it qu'il est de section supérieure égale au minimum au double de la section des pistons du moteur lui même où pistons de travail. 20. Dispositif selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que le moteur comporte 2 cylindres de travail classiques pour 1 cylindre de surdétente qui est intercalé entre ces deux cylindres de travail, ces ensembles de 3 cylin. dres pouvant titre multipliés sur le même moteur en ligne, en vis à vis où dans toutes autres positions 3 .- Dispositif selon les revendications 1 et 2 et caractérisé par le fait que le moteur reste du cycle à 4 temps uniquement tendis que chaque cylindre récupérateur est du cycle à 2 temps, soit i temps pendant la descente qui est moteur sous l'effet de la poussée des gaz et i temps qui est négatif pendant la remontée poussant les gaz détendus. 40.- Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 et caractérisé par le fait que la détente presque compléte des gaz lors de leur sortie du surdétendeur à provoqué une absorbtion interne des produits nocifs de la combustion dans une proportion telle que la pollution est fortement diminuée.