Brevet FR2485629A1 — publié le 19811231

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne à piston rotatif du type à palettes, à auto allumage ou à allumage commande, alimente par carburateur, par injection ou mélangeur de gaz, etc. Les inconvénients majeurs des moteurs à piston rotatif existants sont leur consommation importante en lubrifiant et surtout en carburant. D'autre part, dans les moteurs classiques à deux ou quatre temps les pistons ont un mouvement alternatif, avec comme on le sait un va et vient dans les cylindres. Quelque soit la vitesse de rotation du vilebrequin, la vitesse linéaire des pistons varie constamment, elle est maximum à mi-course, pour obligatoirement redevenir nulle à chaque point mort. Ces accélérations rapides et arrêts brusques des pistons sont générateurs de vibrations et de plus absorbent une puissance non négligeable. Un moteur réalisé conformément à l'invention comprend un carter qui se compose d'une enveloppe présentant une surface interne parfaitement cylindrique I ainsi que deux parties latérales paralléles ( appelées flasques ) 2 dans lequel évolue un piston également cylindrique 3 monté tournant sur le maneton d'un vilebrequin 4 en même temps qu'il coulisse sur deux palettes 5 disposées parallélement de part et d'autre de son axe de rotation, formant ainsi une chambre à volume variable 6. Pour mieux comprendre l'invention, celle-çi est décrite maintenant sur la base des dessins annexés à titre d'exemple, montrant; Fig 1. Une coupe longitudinale d'un moteur mono piston réalisé suivant l'invention, suivant la ligne brisée C.D.E. F.G.H. de fig 2. Fig 2. Une coupe transversale du moteur de fig I suivant la ligne AB de fig 1 Fig 3. Une coupe schématique en perspective du piston à palettes du moteur des fig I et 2 sans les segments. Fig 4-5-6-7. Des coupes schématiques montrant l'évolution d'un piston à palettes sur un tour de vilebrequin. Le principe de fonctionnement d'un moteur suivant l'invention est trés simple; comme dans le moteur conventionnel, les quatre temps sont nettement séparés les uns des autres. Par exemple, faisons tourner le moteur à droite: le piston, lui, tourne à gauche sur le maneton du vilebrequin, entrainant ce dernier en rotation à droite par l'intermédiaire d'un couple dengrenages. Couple d > d'engrenages composé d'un pignon creux à dentures extérieures 7 solidaire du piston 3 et d'un engrenage à denture intérieure 8 solidaire d'une flasque extérieure 2 (donc fixe). Par la combinaison de ces révolutions en sens inverse à vitesse identique du piston et du vilebrequin, un cycle complet à quatre temps est effectué en 1 tour060 dégréez Les quatre fonctions essentielles du moteur à essence se retrouvent.Ce système rotatif engendre des volumes variables séparés les uns des autres, uniquement avec des pièces tournantes, et, sans soupapes, ni glis sières, ni clapets, ni arbre à cames etc. Les fig 4 à 7 montrent l'ensemble piston palettes monté sur une flasque 2 afin d'en expliquer le fonctionnement. Deux fentes profondes et parallèles 9 usinées perpendiculèrement et de part et d'autre de l'axe de rotation du piston servent de logement aux palettes 5. Ces palettes sont maintenues en contact de la surface interne de l'enveloppe, soit par des ressorts à boudins 10 , soit par un ensemble téton, guide, segment II coulissant dans une rainure circulaire 12 usinée en périphérie des flasques 2 fig 2. Une chambre à combustion 18 est réalisée sur la partie du piston entre les deux palettes 5. fig 3. - fig 4. Début admission. La chambre d'explosion s'éloigne de la surface interne de l'enveloppe 1 en découvrant les lumières d'admissions 13 usinées dans la flasque 2. I1 y a augmentation de volume, donc dépression, le mélange carburé (ou le comburant dans le cas d'injection) est aspiré: C'est l'admission. Fig 5 début compression. La rotation continue, la surface de travail se rapproche de l'enveloppe, le volume intérieur de la chambre diminue, aucune lumière ne se trouve en face, c'est la compression. Fig 6 explosion détente. En fin de compression l'allumage a lieu, avec simultanément explosion des gaz, augmentation rapide de la pression et détente. Le vilebrequin 4 est entrainé en rotation. Fig 7 échappement. Le piston se rapproche à nouveau de la face intérieure de l'enveloppe I découvrant les lumières d'échappement 14 usinées sur une flasque 2, le volume diminue, les gaz brulés sont évacués à l'extérieur, c'est l'échappement. Comme dans le moteur conventionnel les quatre temps sont parfaitement séparés; De ce fait il est possible de régler ( à la fabrication ) exactement la distribution par la forme et la position des lumières. Un moteur à piston rotatif réalisé suivant l'invention est de construction simple, en effet, l'usinage des quelques pièces qui le constituent ne nécessite aucune machines spéciales, donc d'un prix de fabrication trés bas. Lors de l'étude du cycle, on a vu que l'on avait une explosion ( ou temps moteur ) par tour de vilebrequin, contre une ( ou un )tous les deux tours dans un moteur classique à 4 temps, mono cylindre. La puissance à cylindrée égale est donc à priori multipliée par deux et plus encore si l'on ajoute la puissance absorbée par la distribution ( arbre à cames, ressorts de soupapes etc ) et celle non moins négligeable absorbée par les pistons et leurs va et vient. il est possible d'augmenter dans des proportions considérables la souplesse et la puissance d'un tel type de moteur en couplant plusieurs ensembles piston, palettes enveloppe et flasques bout à bout, rendus solidaires entre eux par un vilebrequin comportant autant de manetons que de pistons. il est possible d'obtenir à la construction toutes les cylindrées désirées: De quelques centimètres cubes à plusieurs décimètres cubes par ensemble piston, palettes et cela multiplié par deux, trois, quatre , six ou huit. Les moteurs rotatifs réalisés suivant l'invention peuvent être lubrifiés de deux façons différentes. lière ) Pour les moteurs de faible puissance,(tondeusg à gazon, petites motos etc ) la lubrification est effectuee par addition d'huile au carburant ( mélange 2 temps ) 2ième ) Pour les moyennes et grosses cylindrées le graissage est assuré sous pression par pompe. Les segments 15 montés en bout des palettes 5 ainsi que aes segments racleurs judicieusement positionnés sur la périphérie du piston récupérent l'huile qui vient de graisser l'intérieur du moteur, et l'évacuent dans le carter inférieur parl'intermédiaire d'un arbre à lumières entrainé par le vilebrequin. Le refroidissement d'un tel type de moteur peut être assuré par circulation d'eau 16 dans l'enveloppe extérieure1 et dans les flasques 2 ou par un courant d'air envoyé par une soufflante à travers les ailettes de refroidissement 17 del'enveloppe 1 fig 4. Bien entendu, le fait de modifier la forme des palettesjcourbes au lieu d'être rectilignes ... parallèles entre elles ou non .. désaxées ou non, ne sortirait pas du domaine de l'invention. .R E V E N D I C A T I 0 N S EVENDICATIONS l - Moteur à combustion interne à piston rotatif du type à palettes caractérisé en ce qu'il est constitué d'un carter qui se compose d'une enveloppe à surface interne parfaitement cylindrique, ainsi que de deux parties latérales paralléles dans lequel évolue un piston également cylindrique tournant sur le maneton d'un vilebrequin. 2 - Moteur à piston rotatif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le piston comporte de part et d'autre de son moyeu deux profondes fentes paralléles servant de guide à deux palettes. 3 - Moteur à piston rotatif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les palettes sont maintenues en contact de la surface interne de l'enveloppe soit par des ressorts à boudin, soit attelés à des guides glissants dans une rainure circulaire usinée sur l'une des parties latérales. 4 - Moteur à piston rotatif suivant la revendication 1 est caractérisé en ce que l'admission du mélange carburé ainsi que l'évacuation des gaz brulés se font à l'aide de lumières masquées ou non par le piston dans son mouvement de rotation. 5 - Moteur à piston rotatif suivant la revendication 4 est caractérisé par le fait que les lumières d'admission et d'échappement sont disposées sur l'enveloppe, sur l'une ou l'autre des parties latérales, ou selon une quelconque combinaison de ces possibilités. 6 - Moteur à piston rotatif suivant la revendication l est caractérisé en ce que le piston comporte au centre de l'un de ses flancs un pignon creux à denture extérieure qui vient s'engrainer dans un engrenage intérieur monté fixe sur l'extérieur d'une des parties latérales du moteur, 7 - Moteur à piston rotatif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'engrenage à denture intérieure comporte exactement le double de dents que le pignon du piston, et qu'il est solidaire et concentrique de l'une des parties latérales. 8 - Moteur à piston rotatif suivant les revendications 1 à 7 est carac térisé en ce que l'ensemble piston palettes constitue une chambre à volume variable, comparable à l'ensemble piston cylindre du moteur conventionnel à piston alternatif. 9 - Moteur à piston rotatif suivant les revendications 1 à 8 est carac térisé en ce que l'ensemble piston palettes évolue en sens inverse et à vitesse identique du vilebrequin ( arbre moteur ). Ce système rotatif engendre des volumes variables séparés les uns des autres reproduisant en un tour de vilebrequin ( 360 ) les quatre fonctions essentielles du moteur à combustion interne.