Brevet FR2401315A1 — publié le 19790323

Il est bien connu que tous les moteurs à explosion ou à combustion interne fonctionnant selon le cycle dit "à deux temps" ou à "quatre temps", quel que soit leur oombustible (essence, gaz-oils gaz ou autres), de type (classique ou rotatif) où la disposition des cylindres (moteurs à plat, moteurs en ligne, moteurs en V)I accusent des pertes considérables de rendement du fait qu'une grande partie de lténergie consommée est dépensée sans profit. Des essais ont démontré que, par exemples sur 100 calories, environ 25 seulement se transforment en puissance utilisée, le reste se perdant par le refroidissement dans les tuyauteries, le silencieux, les frottements et se dispersant dans l'atmosphère par l'échappement. La majeure partie des pertes se situe au niveau de ltéehappement. Il est également connu que les gaz d'échappement sortant du cylindre sont à température très élevée, à une pression supérieure à la pression atmosphérique (entre 3 et 6 bars) et ont une vitesse d'écoulement très rapide. Ils sont également polluants puisque chargés de CO et de CO 2. La présente invention a pour but de modifier le cycle de fonctionnement des moteurs multicylindres à explosion ou à combustion interne en vue de réduire la consommation de carburant et la toxicité des gaz d'échappement sans nécessiter dimportants investissements à cet effet puisque les modifications intéressent seulement la culasse, les pipes d'admission et le collecteur d'échappement. Ces résultats sont obtenus par la récupération des gaz d'échappement provenant d'un premier cylindre fonctionnant normalement. Ces gaz dont la poussée, la pression et la chaleur vont être insufflées dans un deuxième cylindre au lieu et place et au moment de l'explosion ou de l'injection classique, chasseront le piston de ce dernier vers le bas. En conséquence, ce deuxième cylindre nta pas besoin de recevoir de combustible, puisque l'explosion est supprimée et remplacée par la poussée des gaz d'échappement en provenance du premeir cylindre. De ce fait un cylindre sur deux fonctionne de manière classique et un cylindre sur deux fonctionne en poussée des gaz d'échappement. Ainsi, sur un moteur à deux cylindres, un cylindre fonctionne normalement, un cylindre fonctionne en poussée des gaz. Sur un moteur quatre cylindres, deux cylindres fonctionnent normaliement deux cylindres fonctionnent en poussée des gaz. Sur un moteur à six cylindres, trois cylindres fonctionnent normalement, trois cylindres fonctionnent en poussée des gaz. Sur un moteur à huit cylindres, quatre fonctionnent normalement, quatre fonctionnent en poussée des gaz. Cette disposition a en outre pour effet la suppression du temps résistant dit temps de compression" en permettant de soulager et de diminuer les efforts du mouvement de l'ensemble "piston-bielle-vilebrequin" pour compenser le manque de puissance, car la poussée des gaz d'échappement, à elle seule sur le piston du deuxième cylindre, n'atteint pas la puissance d'une explosion classique. Le dessin annexé représente schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, l'application de ce principe au moteur à explosion à quatre temps. Fig. 1 montre le schéma de fonctionnement dlun moteur classique à quatre temps; Fig. 2 fait voir le schéma de fonctionnement de ce moteur modifié suivant l'invention; Fig. 3 se rapporte au premier cylindre classique et au troisième cylindre recevant la poussée des gaz. La même disposition est valable pour le quatrième cylindre correspondant au deuxièm + ecevant la poussée des gaz; Fig. 4 illustre le cycle de fonctionnement du deuxième ou troisième cylindre après modification. Suivant la Fig. 1 se rapportant au schéma de fonctionnement d'un moteur à quatre temps classique, l'ordre d'allumage universellement employé est t 1 - 3 - 4 - 2. L'admission de combustible se fait successivement dans les quatre cylindres par aspiration. L'échappement des gaz bru lés, refoulés par la remontée des pistons, se fait vers le système d'éohappement (collecteur, tuyau d'échappement, silencieux). La Fig. 2 représente le schéma de fonctionnement d'un moteur à quatre temps modifié suivant l'invention. Les cylindres i et 4 fonctionnent normalement jusqu'au moment de l'échappement. Là les gaz brûlés sont captés par une tuyauterie a en métal et immédiatement dirigés dans les cylindres 2 et 3, ltorifice de pénétration est le trou de bougie, cette dernière étant devenue inutile. Cette tuyauterie doit avoir exactement le meme volume (de la soupape d'échappement du cylindre i au trou de bougie du cylindre 3) que la cylindrée 3, afin que, au temps de compression, l'air pur précédemment aspiré, soit refoulé en totalité dans ce tuyau, ce qui a pour effet d'éliminer la compression du cylindre 3. La section de cette tuyauterie peut affeoter plusieurs formes cylindrique, carrée, coniques évasée et autres. L'évacuation des gaz ayant appuyé sur les pistons 2 et 3 en provoquant le déplacement des pistons du point mort haut au point mort bas, se fait par la voie normale: collecteur, tuyau d'échappement, silencieux. L'ordre de fonctionnement est toujours .1 - 3 - 4 - 2. 1 : explosion 3 : poussée des gaz 4 : explosion 2 : poussée des gaz Le cylindre i expulsera les gaz dtéohappement vers le cylindre 3 au moment où le piston se trouve au point mort haut (explosion) et poussera le piston vers le bas qui, en remontant, chassera les gaz bru lés, refroidis, détendus par la soupape d'échappement ouverte. Il en sera de même pour le cylindre 4 dont les gaz pousseront le piston 2. La Fig. 3 représente schématiquement le cylindre i (classique) et le cylindre 3 (recevant la poussée des gaz). Cette disposition est également valable pour le cylindre 4 (classique) et le cylindre 2 (recevant la poussée des gaz). Quant aux cylindres 1 et 4, l'admission de oombustible en provenance du carburateur b se fait normalement par aspiration (soupape d'admission c) dans les cylindres t et 4. L'échappement est capté et dirigé vers les cylindres 3 et 2 par la conduite a et puis de là l'évacuation se fait normalement par la soupape d'échappement d. Mu temps de l'admission, la soupape d'admission c s'ouvre, mais, par la conduite f, de l'air pur en provenance du filtre à air est aspiré pour éviter impurete et bruit d'aspiration, au lieu d'aspirer du combustible. Il y a donc lieu de supprimer les pipes a'admission de ces deux cylindres 2 et 3 ainsi que les deux bougies puisqu'il n 1y a dans ceux-ci pas d'ex- plosion. La Fig. 4 explique le cycle de fonctionnement du cylindre 2 ou du cylindre 3 après modification suivant l'invention. ier temps : aspiration ou admission : La soupape d'admission e e est ouverte, le piston aspire de l'air pur par la conduite f (rôle de refroidissement du cylindre). 2e temPs t compression ou refoulement le piston, en remontant, refoule dans la tuyauterie d'amenée a l'air pur précédemment aspiré, n'offrant ainsi pas de résistance à la remontée du piston. 3e temps : poussée ou déténte : Poussée des gaz d'échappement expulsés des cylindres 1 ou 4 qui dilate brutalement l'air contenu dans la tuyauterie a et force le piston à descendre vers le point mort bas. Les soupapes d'admission e et d'échappement d sont fermées. 4e temps : échappement : La soupape d'echappement d s'ouvre, le piston remonte et ltévacu- ation des gaz se fait par le système d'échappement classique. Par analogie l'ordre de fonctionnement des cylindres d'un moteur à six cylindres qui est normalement : i - 5 - 3 - 6 - 2 - 4 sera après modification 1: explosion 5 : poussée des gaz 3 . explosion 6 : poussée des gaz 2 t explosion 4 : poussée des gaz De meme sur un moteur à huit cylindres Tordre d'allumage classique étant t 1 - 3 - 6 - 5 - 4 - 8 - 7 - 2, deviendra 1: explosion 3 : poussée des gaz 6 g explosion 5 : poussée des gaz 4 : explosion 8 : poussée des gaz 7 : explosion 2 : poussée des gaz Ainsi, pour des moteurs, quel que soit le nombre de cylindres, l'or dre d'allumage classique est transformé de manière que les cylindres dans lesquels se produisent les explosions alternent avec ceux recevant la poussée des gaz a'échappement des premiers. Dans aucun de ces cas l'avance et le retard à 1 rouverture ou à la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement ne sont modifiés. Une variante en ce qui concerne la suppression de la compression est possible. Ainsi au temps de compression, au lieue refouler l'air aspiré dans le tube de poussee, il y a possibilité de chasser cet air à l'ex- térieur et d'avoir ainsi l'injection directe des gaz d'échappement seule. Dans ce cas une modification de l'arbore à came est nécessaire. La soupape d'admission devra restee ouverte pendant la course ascendante du piston, ce qui fait que l'air qui vient de pénétrer dans le cylindre, après l'avoir re froidi, sera évacué par le même chemin d'où il est venu et la soupape d'admission ne se refermera que lorsque le piston sera arrivé au point mort haut, juste avant l'arrivée de la poussée des gaz d'échappement. L'invention ne vise pas seulement la fabrication dlun nouveau moteur mais s'applique également à des moteurs classiques existants. Du fait des différents types de culasses équipant les moteurs, les modifications suivantes sont à apporter par exemple à un moteur à quatre cylindres: Ici la culasse ayant quatre orifices pour l'admission et quatre orifices pour ltéchappementw ces orifices sont placés soit d'un meme de la culasse, soit de côtés opposés. Sur ce type de culasse la modification peut se faire sans démontage de celle-ci en obturant les arrivées aux cylindres 2 et 3 de la pipe d'admission, en supprimant les sorties d'échappement aux cylindres i et 4, en supprimant les bougies et les fils de bougies venant du delco des cylindres 2 et 3, en reliant par une tuyauterie la sortie de l'échappement du cylindre 1 au trou de bougie de cylindre 3 (tube ayant le même volume que le cylindre) et en reliant par une tuyauterie la sortie d'échappement du cylindre 4 au trou de bougie du cylindre 2. Pour ce genre de culasse une variante est possible, mais nécessite le démontage de la culasse. Dans ce cas la poussée des gaz brûlés a lieu par la chambre d'admission normale, la soupape d'admission ayant eté enlevée, Le trou de bougie est obturé. L'admission d'air pur et l'évacuation de la compression passent par le trou du guide de soupape. Dans ce cas il y a suppression de deux bougies et deux fils de bougie, de deux soupapes d'admission et deux coupelles, de deux ressorts de soupape, de deux culbuteurs, de deux tiges de oulbuteur et de deux poussoirs. Par ailleurs, lorsque la culasse accuse quatre orifices pour l'é chappement, mais n'ayant que deux orifices d'admission groupés pour alimenter deux soupapes, l'arrivée des gaz de poussée se fait par le trou du guide de soupape, la soupape d'admission ayant été enlevée. Les deux canaux aux cylindres 2 et 3 sont définitivement condamnés, l'admission d'air pur se faisant par le trou de bougie muni d'un clapet d'aspiration. La compression est absorbée par le volume du tube de poussée. R s V s g D I C T I O N S 1) Modification du cycle de fonctionnement des moteurs multicylindres à explosion et à combustion interne en vue de réduire leur consommation en produits énergétiques, caractérisée en ce que le gaz d'échappement provenant d'un premier cylindre fonctionnant normalement est dirigé par une conduite dans un deuxième cylindre au lieu et place et au moment de l'explosion classique pour entrainer le piston du deuxième cylindre. 2) Modification suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'admission par aspiration du combustible en provenance du carburateur (b) à travers la soupape d'admission (c) dans les cylindres fonctionnant normalement (1 4), l'échappement est capté et dirigé vers les cylindres réou- pérateurs (2, 3) et puis de là évacué à travers la soupape d'échappement (d) alors qu'au temps de l'admission, la soupape d'admission (e) des cylindres récupérateurs (2, 3) en s'ouvrant, permettent l'aspiration d'air pur par une conduite (f) reliée au filtré d'air. 3) Modification suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans un moteur à quatre cylindres (1, 2, 3, 4), les gaz d'achappement en provenance des cylindres fonctionnant normalement (1, 4) sont cap- tés par une conduite (a) pour être dirigés dans les cylindres - récupérateurs (2, 3), où, en appuyant sur leurs pistons, provoquent leur déplacement du point mort haut au point mort bas avant d'être évacués par vois normale (collecteur, tuyau d'échappement, silencieux). 4) Modification suivant les revendications 1 à 39 caractérisée en ce que sur les cylindres récupérateurs (2, 3) des gaz d'échappement, la conduite d'amenée des gaz est raccordee à l'emplacement prévu pour les bougies d'allumage supprimées. 5) Modification suivant les revendications i, 2 et 4, caraotérisée en ce que pour des moteurs, quel que soit le nombre de cylindres, l'or- dre d'allumage classique est transformé de manière que les cylindres dans lesquels se produisent les explosions alternent avec ceux recevant la pous sée des gaz d'échappement des premiers.