Brevet FR2410735A1 — publié le 19790629

La presente invention a pour objet un moteur rotatif à combustion interne. Ce moteur est du-type comportant, à l'intérieur d'une enceinte formant le stator, deux rotors d'axes parallèles qui roulent sans glissement l'un sur l'autre. Ces deux rotors engendrent des volumes variables qui-permettent-de faire evoluer un volume carburé. Si lton se reporte à la figure l du dessin schématique annexé qui est une vue en coupe transversale de ce moteur1 celui-ci comporte à l'intérieur d'un stator 2 un rotor 3 mâle et-un rotor femelle 4. Le rotor mâle 3 comporte deux dents 5 diamétralement opposées, tandis que le rotor femelle 4 comporte deux encoches 6 diamétralement opposées correspondant aux deux dents 5 du rotor mâle. Chaque encoche 6 du rotor femelle possède un profil qui est l'epicycîoide décrite sur le rotor 4 par le point 7 d'intersection des deux épicycloïdes des flancs de la dent mâle d'une dent 5 roulant sur le rotor 4.Chaque dent 5 du rotor male 3 comporte un flanc amont 8 dont le profil est-l'épicycloSde décrite par le point 9 du rotor femelle 4 roulant sur le rotor mâle 3, le profil du flanc aval 10 de chaque dent correspondant à l'épicycloSde décrite par le point 12 du rotor femelle 4 roulant sur le rotor mâle 3. I1 est bien évident que chaque rotor peut comporter respectivement un nombre de dents ou d'encoches différent de deux. Afin d'assurer ltétancheité,-d'une part, entre les rotors 3 et 4 et, d'autre part, entre les rotors 3 et 4 et le stator 2, il est prévu des segments 13 montés sur -ces- différents éléments à des emplacements appropriés. Le fonctionnement de ce moteur rotatif est explicité en référence aux figures 2 a' 5 du dessin schématique annexé. Lorsque le moteur est dans la position représentée à la figure 2, l'air comburant est enfermé dans le. volume A en phase de compression et le combustible est injecté. Dans le volume B, il est procédé à l'évacuation des gaz de combustion et au renouvellement de l'air. Dans le volume C, les gaz chauds finissent de sedétendre et repoussent la dent 5b vers -le bas exerçant ainsi le couple moteur sur le rotor mule. La phase suivante- est décrite en référence à la figure 3. Dans le volume A, le mélange carburé arrive en fin de compression. Dans le volume B, il est procédé a' l'évacuation des gaz brûlés et au renouvellement de l'air. Dans le volume C, le temps moteur est terminé, la dent 5b découvrant les premières lumières d'échappement. La phase suivante est décrite en référence à la figure 4. Dans le volume A, la compression est maximale et il est procédé à l'allumage. Les volumes B et C correspondent respectivement à l'admission d'air frais et à l'évacuation des gaz d'échappement. La phase suivante est décrite en référence à la figure 5. Dans le volume A, se produit un début de détente correspondant au temps moteur. Dans les volumes B et C se poursuivent, respecti vement, l'admission d'air frais et l'échappement des gaz brûlés. Un nouveau cycle commence alors avec la dent 5b qui va prendre la place de la dent 5a, dans la première phase décrite ci-dessus. Selon la technique habituelle, les lumières pratiquées ont des fonctions distinctes d'admission et d'échappement, sont relativement faiblement dimensionnées, les gaz brûlés s'évacuent par chasse de la dent du rotor mâle et l'air frais est aspiré par effet contraire. Ceci impose pratiquement la création d'un barrage entre les chambres de détente et de compression réalisé par adjonction au moteur d'un deuxième rotor femelle, afin d'éviter qu'il y ait mélange des gaz brûlés et de l'air frais, ce qui entraînerait une perte de rendement, voire même un étouffement progressif. De plus, les lumières d'admission et d'échappement étant fixes et se trouvant en général situées en position angulaire égale par rapport au point mort haut en début de compression et fin de détente ne permettent pas d'utiliser systématiquement la détente complète des gaz. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, dans la partie angulaire de la chambre comprise entre la fin de la détente et le début de la compression, le stator présente des lumières aptes à assurer le balayage de celleci, un collecteur étant prévu contre le stator pour l'alimentation en air de balayage. Les temps d'échappement et d'aspiration sont réunis en un seul temps continu de balayage réparti sur toute la portion angulaire située entre la fin de détente et le début de compression. Il s'agit d'un véritable balayage de la chambre,- et non pas d'une simple mise en correspondance de celle-ci avec ltatmosphère. Il est à noter que cette solution permet un renouvellement complet des gaz ainsi qu'un bon refroidissement des rotors. Compte tenu du secteur important sur lequel le balayage estréalisé, la puissance de balayage requise est relativement faible. Selon une première forme d'exécution de l'invention les lumières de balayage destinées tant à l'amenée d'air qu'a l'échappement de gaz sont toutes axiales, c'est-àxdire parallèles aux axes des rotors. Selon une autre forme d'exécution, les lumières de-balayage destinées à l'amenée d'air sont axialés, tandis que les lumières d'échappement sont radiales. Il est avantageux que ce moteur comporte un ventilateur pour réaliser un balayage forcé. Ceci est pratiquement indispensable dans le cas où les lumières d'amenée et -d'évacuation d'air sont axiales, et souhaitable dans le cas où les lumières d'échappement sont radiales, quoique dans ce dernier cas, la force centrifuge favorise l'échappement. Lors des faibles régimes, la charge du moteur étant moindre, les rapports volumétriques a la détente sont moindres pour un même rapport à la compression. Si les premières lumières de balayage sont toujours découvertes à la même position angulaire, la chambre de détente va se trouver en dépression bien avant d'avoir atteint cette position angulaire Il en résultera du bruît, des contraintes inutiles, et une perte de rendement. Afin d'éviter d'entrer en dépression avant la fin de la détente, il faut permettre une mise à l'atmosphère plus précoce de la chambre de détente, tout en réalisant la détente totale des gaz quelle que soit la puissance demandée au moteur. A cet effet, le stator comporte de-s lumières obturables de mise à }'atmosphère de la chambre pour toutes les positions du rotor mâle correspondant a une détente complète des gaz sur toute la gamme de puissance du moteur, les moyens d'obturation de ces lumières étant commandés à partir des moyens de commande de la puissance du moteur. Par simple-positionnement de l'obturateur en fonction de la puissance demandée au moteur, il est possible d'effectuer la mise à l'atmosphère de la chambre à toutes les positions angulaires correspondant à toute la gamme de puissance du moteur. Dans une forme simple d'exécution de l'invention, les moyens d'obturation des lumières de mise à l'atmosphère de la chambre sont constitués par une coulisse déplaçable en translation dans le stator, dont une face se trouve exactement dans le plan de la face interne correspondante du stator de manière à assurer une bonne étanchéité contre le rotor. Avantageusement, la coulisse est orientée et son extrémité possède une forme appropriée, de manière que son extrémité épouse au mieux les différentes po-sitions du profil des dents. La levée de la coulisse pourra être commandée par tringlerie, crémaillère, flexible ou came suivant la cinématique appropriée, à partir des moyens de commande de la coulisse. Afin de permettre une variation de charge en conservant au mélange carburé une richesse constante ou plus proche d'un dosage constant que dans les conditions classiques de carburation, il est possible de prévoir un dispositif analogue associé à la chambre de compression. A cet effet, le stator présente, au niveau du rotor femelle et de la chambre de compression, au moins une lumière associée à des moyens d1obturation agissant en fonction de la puissance demandée au moteur. L'obturateur laissera fuir l'air comprimé en quantité telle que l'on obtienne un taux de compression plus faible correspondant à la puissance désirée, la consommation spécifique restant constante ou plus proche de la constante que pour la carburation classique. Le dispositif d'obturation associé à la chambre de compression peut être également constitué par une coulisse fonctionnant dans les mêmes conditions que celle associée à la chambre de détente. En position de charge maximale, l'air ne peut s'échapper et le taux de compression est maximal. Les levées de plus en plus importantes permettent à l'air de stéchapper en fonction du taux de compression désiré. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce moteur Figures 6 et 7 sont deux vues en coupe longitudinale d'une portion du moteur correspondant à deux modes de réalisation du balayage Figure 8 est une vue très schématique d'un dispositif d'obturation associé à la chambre de détente Figure 9 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de figure 8 Figures 10 et Il sont deux vues très schématiques, respectivement, de face et en coupe longitudinale du dispositif de la chambre de compression. La position de début de compression D C est située de telle sorte que le rapport des volumes en début et fin de compression soit égal au rapport volùmétrique de compression désiré. La position de fin de détente F D est en position angulaire telle que la détente des gaz soit complète avant que ne commence le balayage, afin que les gaz travaillent jusqu'à-pression relative nulle, à charge nominale du moteur. Comme montré au dessin, et notamment à la figure i, les temps d'échappement et d'aspiration sont réduits en un seul temps continu de balayage réparti sur toute la portion angulaire située entre F D et D C. Le stator comporte, dans l'une de ses faces, de larges lumières 14 débouchant dans un collecteur 15 destiné à l'amenée d'air frais. L'air est amené de manière forcée par l'intermédiaire d'un ventilateur ou autre système de ventilation dans ce caisson. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 6, le stator présente de l'autre côté du rotor des lumières 16 également axiales destinées à ltéchappement des gazde balayage. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 7, les lumières 17 d'évacuation sont radiales; de telle sorte que la force centrifuge participe à l'évacuation. La figure 8 représente un dispositif d'obturation de lumières 18 ménagées dans le stator et débouchant dans le caisson d'amenée d'air. Ces lumières 18 permettent une mis-e à l'atmosphère de la chambre de détente, afin de réaliser dans tous les cas une détente totale des gaz sans mise en dépression de la chambre. A cet effet, il est prévu,-monté coulissant à l'intérieur du stator, un obturateur t9 constitué par une coulisse. Cet obturateur possède une face externe se trouvant exactement dans le plan de la face interne du stator de manière a assurer une bonne étanchéité contre le rotor. Comme montré a la figure 8, cet obturateur possède une crémaillère 20 coopérant avec un secteur denté 22 monté pivotant autour d'un axe 23 et commandé en pivotement par une tringlerie à partir de la pompe à combustible. L'obturateur 19 possède une inclinaison et une extrémité 24 spécialement conformée de manière à épouser au mieux les différentes positions du profil des dents représentées en traits mixtes à la figure 8 et portant la référence 25. Ce moteur comporte également des lumières 26 ménagées dans le stator au niveau de la chambre de compression. A ces lumières est associé un obturateur 27 à coulisse, du type de celui associé à la chambre de détente. Ce dispositif fonctionne à l'envers par rapport au précédent, afin d'éviter qu'il soit placé dans la zone chaude et encombrée située à proximité du point mort haut. En position de charge maximale, la coulisse est en position fermée et l'air ne pouvant s'échapper le taux de compression est maximal. Un déplacement de l'obturateur permet à 1'air de s'échapper afin d'obtenir un taux de compression ayant la valeur désirée. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce moteur, décrites ci-dessus à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que les dispositifs d'obturation des orifices ménagés dans la chambre de détente et dans la chambre de compression pourraient être différents sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Ces obturateurs pourraient être constitués par exemple par des clapets de perte de charge, des clapets de soupape commandés par arbre à came pouvant être commandés en translation, la came ayant des génératrices hélicoidales, des clapets cylindriques avec chemises à rampes, ou des tiroirs rotatifs. - REVENDICATIONS - 1. - Moteur rotatif, du type comportant deux rotors d'axes parallèles, dont l'un femelle présente des encoches et dont l'autre mâle présente un nombre correspondant de dents, ces deux rotors étant aptes à rouler sans glissement l'un sur l'autre, les dents du second pénétrant dans les encoches du premier, caractérisé en ce que, dans la portion angulaire de la chambre comprise entre la fin de la detente et le début de la compression, le stator présente des lumières aptes à assurer le balayage de celle-ci, un collecteur étant prévu contre le stator pour l'alimentation en air debalayage. 2. - Moteur selon la revendication l, caractérisé en ce que les lumières de balayage destinées tant à l'amenée d'air qu'a l'échappement de gaz sont toutes axiales, ctest-à-dire parallèles aux axes des rotors. 3. - Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lumières de balayage destinées à l'amenée d'air sont axiales, tandis que les lumières d'échappement sont radiales. 4. - Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un système de ventilation pour réaliser un balayage forcé. 5. t Moteur selon-l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le stator comporte des lumières obturables de mise à l'atmosphère de la chambre pour toutes les positions du rotor mâle correspondant à une détente complète des gaz sur toute la gamme de puissance du moteur, les moyens d'obturation de ces lumières étant commandés à partir des moyens de commande de la puissance du moteur. 6. - Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'obturation des lumières de mise à l'atmosphère de la chambre sont constitués par une coulisse déplaçable en translation dans le stator, dont une face se trouve exactement dans le plan de la face interne correspondante du stator, de manière à assurer une bonne étanchéité contre le rotor. 7. - Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la coulisse est orientée et son extrémité possède une forme appropriée, de manière que son extrémité épouse au mieux les différentes positions du profil des dents. 8. - Moteur selon l'une quelconque des 'revendications i à 7, caractérisé en ce que le stator présente, au niveau du rotor femelle et de la chambre de compression, au moins une lumière associée a des moyens d'obturation agissant en fonction de la puissance demandée au moteur.