Brevet FR2480851A1 — publié le 19811023

La présente invention concerne un moteur à combustion interne du type comportant deux pistons opposés placés dans un même cylindre. On connut des moteurs de ce type dans lesquels les pistons ont des mouvements opposés symétriques, c'est-à-dire déphasés de 1800. L'invention a pour but d'améliorer les moteurs de ce type en différenciant les mouvements des pistons, non plus par le déphasage, mais par la différence de fréquence de leur mouvement. A cet effet, le moteur selon l'invention combine un moteur à quatre temps et un moteur à deux temps, c'est-à-dire que l'un des pistons fonctionne selon un cycle à quatre temps et l'autre piston selon un cycle à deux temps (d'où le nom de "moteur à six temps" adopté pour la commodité de langage, bien que cela ne corresponde pas exactement au cycle décrit). Selon l'invention, le moteur comporte un cylindre allongé dans lequel se déplacent deux pistons ayant leur face frontale opposée. Par leur bielle, les pistons actionnent deux vilebrequins qui sont mécaniquement reliés l'un à l'autre de façon que l'un ait une vitesse double de celle de l'autre ; par exemple, chaque vilebrequin est relié à une roue, l'une des roues ayant un diamètre double de celui de l'autre, les deux roues étant attelées l'une à l'autre par une channe. Dans ce cas, du fait du rapport 1 : 2 entre les diamètres des roues, l'un des pistons (celui entraînant la roue de plus petit diamètre) effectue un aller-retour pendant que l'autre n'effectue qu'un aller ou un retour. Un tel moteur peut fonctionner avec des combustibles divers, tels que de l'essence, du gas-oil ou de la poudre de charbon, ce dernier combustible étant extrêmement avantageux car il permet de faire fonctionner le moteur près de son lieu d'extraction et d'y produire de l'énergie électrique ce qui est l'un des aspects de l'invention. L'invention sera mieux comprise au moyen d'un exemple de réalisation décrit ci-après et représenté au dessin annexé sur lequel La figure 1 montre une vue schématique en coupe du moteur selon l'invention, dans le cas où il fonctionne à la poudre de charbon pour la production d'électricité. La figure 2 montre quatre positions successives des pistons lors d'un cycle complet. La figure 3 est une vue de dessus du moteur selon l'invention. Le moteur selon l'invention comporte un cylindre 1 dans lequel sont placés deux pistons 4 et 6 reliés par leur bielle à un villebrequin respectif. Le cylindre est pourvu sur sa périphérie, d'un orifice d'échappement 2 avec soupape disposé au milieu de la distance séparant les points morts hauts des pistons. A cet endroit, se trouve également une bougie 10. Le premier piston 4 entrai'nue un vilebrequin 14 sur lequel est montée u1n3e roue à chaine 5. Le second piston 6 entrain également un villebrequin/sur lequel est montée une roue à chaste 7 dont le diamètre est le double de celui de la roue 5. Les deux roues sont attelées ensemble au moyen d'une chaîne 8.Du fait du rapport 1 : 2 des diamètres des roues 5 et 7, le piston 4 effectue un mouvement aller-retour dont la fréquence est deux fois plus élevée que celle du mouvement du piston 6. Du côté-du piston 6, le cylindre est percé de lumières d'admission 3, disposées sur sa périphérie et en un endroit tel qu'elles soient encore obturées par le piston 6 à la fin de la détente, c'est-àdire quand le piston 4 a effectué une course aller (1800 de manivelle) et le piston 6 une demi-course aller (900 de manivelle) et libérées dès que le piston 4 commence sa course retour, le piston 6 poursuivant sa course aller. Les lumières 3 sont reliées à une conduite d'alimentation en mélange air-charbon formant une couronne (9) au-dessus des lumières, tout autour du cylindre. Le mélange air-charbon est envoyé sous pression dans la couronne 9 par un compresseur. Du fait de la nature du combustible dans l'exemple décrit, de la moudre de charbon, les lumières 3 ont une forme allongée dans le sens axial du cylindre afin de permettre à la fois un balayage des gaz brûlés restants au début de l'admission, comme dans les moteurs à deux temps, grâce à l'arrivée sous pression du mélange à travers les lumières entrouvertes, et une admission du mélange air-charbon à fort débit, lorsqu'elles sont entièrement libérées par le piston 6. Pour la production d'électricité, le cylindre 1 est pourvu d'un enroulement 12 dans sa paroi sur toute la longueur de débattement du piston 4. Ce piston est pourvu à l'intérieur d'aimants 11, qui peut être un électro-aimant alimenté par des balais. Le moteur selon l'invention fonctionne de la façon suivante Avant l'explosion, les deux pistons 4 et 6 sont à leur point mort haut. L'échappement 2 et les lumières d'admission 3 sont obturés, le mélange est compressé au maximum (figure 2a). L'explosion ayant eu lieu, les pistons 4 et 6 se déplacent en sens opposé (course aller), le piston 4 effectuant sa course aller complète (1800 de manivelle), tandis que le piston 6 n'a effectué qu'une demi-course aller (900 de manivelle figure 2b). La soupape de l'orifice d'échappement s'ouvre et le piston 4 effectue alors sa course retour en chassant les"gaZ. brûlés, tandis que le piston 6 continue sa course aller, libérant progressivement les lumières 3 peu avant la fin de la course. Le mélange sous pression qui arrive balaye le reste des gaz brûlés. A la fin de la course aller du piston 6 (point mort bas), les lumières 3 sont entièrement libérées et le piston 4 est à son point mort haut, la soupape de l'orifice d'échappement 2 se ferme (figure 2c). Le piston 4 effectue alors sa deuxième course aller, tandis que le piston 6 effectue une demi-course retour pendant laquelle se continue l'admission jusqu'à ce que les lumières 3 soient entièrement obturées par le piston 6 (figure 2d), le piston 4 est alors à son point mort bas. Pendant la phase suivante, les deuxPpistons se déplacent l'un vers l'autre jusqu'à leur point mort haut, le mélange air-charbon est compressé et l'on se retrouve dans la position de la figure 2a, dans laquelle l'explosion du mélange se produit gracie à la bougie 10. Pendant les déplacements du piston, l'aimant 11 induit une tension dans l'enroulement 12 et l'énergie fournie par le moteur est transformée èn énergie électrique prélevée aux bornes de l'enroulement 12. La manivelle du vilebrequin 13 peut être plus courte que celle du vilebrequin 14 de sorte que le piston 6 a une course moins longue que celle du piston 4. On règle ainsi de manière plus précise le moment et la durée d'ouverture des lumières 3. Selon l'invention, les grains de poudre de charbon ont, de préférence un diamètre de 0,1 mm et les lumières doivent être assez longues pour obtenir un temps d'admission suffisant et assez large pour que le mélange air-charbon arrive avec un débit satisfaisant. De plus, la chemise du piston 6 a une longueur telle qu'elle obture les lumières lorsque le piston6 est à son point mort haut. Si le moteur est destiné à fonctionner avec un combustible liquide ou gazeux, lés lumières d'admission doivent être dimensionnées en conséquence. Dans le cas d'un moteur fonctionnant en diesel, la bougie 10 est remplacée par une buse d'injection, l'air arrivant alors sous pression par les lumières 3. REVENDICATIONS 1. - Moteur à combustion interne du type comportant deux pistons opposés dans un meme cylindre, pourvu d'orifices d'admission et d'échappement, caracbérisé en ce que l'un des pistons (4) décrit un cycle à quatre temps, tandis que l'autre (6) décrit un cycle à deux temps. 2. - Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque piston entrai ne un vilebrequin, chaque vilebrequin étant en liaison mocaniq-e ave? l'autre, de manière à ce que celui entraîné par le pistou (4) décrivant un cycle à quatre temps tourne deux fois plus vite que celui relié au piston (6) décrivant un cycle à deux temps. 3. - Moteur selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caraeterisé en ce que la liaison mécanique entre les vilebrequins s'ef effectue au moyen de roues dentées montées sur les arbres des Vilebrequins et rallées entra elles par une channe (8), l'une des roues (7) affectée au piston (6) à deux temps, ayant un diamètre double de celui de la roue (5) affectée au liston (4) à quatre temps 4. - moteur selon ïune quelconque des revendications précédentes, aractérisé en ce que que l'oricrifice d'échappement (2) du cylindre débouche celui-ci à mi-chemin entre les deux points morts hauts des pistons ( 6' 5. - Moteur selon une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisé en ce que la bougie d'allumage (10) est située dans la paroi du cylindre à ml-chemin des deux points morts hauts des pistons (4, 6). 6.. - Moteur selon Irone quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les lumières d'admission (3) sont réparties sur la périphérie du cylindre du côté du piston à deux temps (6) à un emplacement tel qu'elles soient obturées par la chemise de celui-ci entre la fin de l'admission et le moment où le piston à quatre temps est à son point mort bas suivant la détente. 7. - Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les lumières (3) sont de forme allongée dans le sens axial du cylindre (1). 8. - Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'admission se fait grace à une canalisation en provenance d'un compresseur et se terminant en forme de couronne (9) autour du cylindre (1), audessus des lumières (3).