Brevet FR2516978A2 — publié le 19830527

FR 2516978 A2 19830527 FR 8122013 A 19811123 Le brevet principal a pour objet un moteur å combustion interne suralimenté constitué par un cylindre formé par deux parties identiques, assemblées entre elles, symetriques suivant un axe perpendiculaire à son axe longitudinal, et traversé suivant cet axe longitudinal par un arbre moteur, par deux pistons alternatifs rotatifs guidés dans le cylindre et sur l'arbre moteur, et entraînant ce dernier en rotation, par deux chambres d'explosion disposées chacune à une extrémité du cylindre, sur sa périphérie, dans chacune desquelles se déplace un piston alternatif, et dans lesquelles débouche un injecteur de carburant, par un turbocompresseur entraîné mécaniquement par l'arbre moteur, et dont les sorties d'air sont reliées aux tubulures d'aspiration de chaque partie de cylindre, et par deux orifices d'échappement à soupape commandée reliés chacun a une tubulure d'échappe- ment, le cylindre étant entouré, de manière connue en soi, d'un dispositif de refroidissement à air forcé ou à eau. La présente demande de certificat d'addition a pour objet des variantes de réalisation de l'invention. Conformément à une caractéristique de l'invention, l'entraînement du turbocompresseur est un entraînement débrayable automatiquement et accouplé à une turbine actionnée par les gaz d'échappement issus de chaque partie de cylindre, de sorte que, des atteinte d'une pression et d'une vitesse d'entraînement suffisantes, l'entraînement n'est plus réalisé par l'arbre moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque partie de cylindre est pourvue d'une soupape de sûreté réglable disposée avant la chambre d'explosion, sensiblement symétriquement à la soupape d'échappement, et destinée à éviter une surcompression néfaste en cas de non fonctionnement ou de fonctionnement défectueux de la soupape d'échappement. Conformément à une autre variante de réalisation de l'invention, les cylindres et les pistons sont disposés perpendiculairement à l'arbre moteur et sont accouplés à ce dernier grâce à des arbres moteurs secondaires et à des renvois d'angle, et leurs cycles de travail sont décalés, et leur chambre d'explosion sont alimentées chacune par une turbine d'un turbocompresseur double turbine à entraînement mécanique débrayable et par les gaz d'échappement. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure est une vue en élévation latérale d'un moteur muni d'un turbocompresseur débrayable la figure 2 est une vue en coupe et en élévation frontale du moteur de la figure 1, et la figure 3 est une vue en élévation latérale et en coupe d'une variante de réalisation de-l'invention. Conformément à l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la figure 1 des dessins annexés, le turbocompresseur 8 entraîné mécaniquement par l'intermédiaire d'un train surmultiplicateur 27 est muni, en outre, d'une tubulure 28 d'admission des gaz d'échappement des deux parties de cylindres, reliée aux tubulures 12 d'échappement de ces parties, et dirigeant lesdits gaz d'échappement sur une turbine d'entraînement du compresseur 8, ces gaz étant évacués à travers une tubulure 29. Ainsi, aux basses pressions et vitesses des gaz d'échappement, disponibles lorsque le moteur tourne à bas régime, le turbocompresseur 8 est entraîné au moyen du train surmultiplicateur 27, et dès atteinte d'une pression et d'une vitesse d'entraînement suffisantes, ledit entraînement n'est plus réalisé mécaniquement par l'arbre moteur, mais par l'intermédiaire de la turbine d'entraînement du turbocompresseur 8. Le débrayage du train 27 peut être réalisé soit entièrement de manière mécanique, par exemple par un montage du type roue libre de l'un des pignons du train 27, soit encore grâce à un embrayage électromagnétique déclenché par un contact manométrique, ou analogue. Afin d'éviter des surcompressions néfastes, en particulier en cas de non fonctionnement ou de mauvais fonctionnement de la soupape d'échappement 30, il est prévu, comme le montre la figure 2, sur chaque partie de cylindre, une soupape de sûreté 31 disposée avant la chambre d'explosion 5, sensiblement symétriquement à la soupape d'échappement 30, et réglable, soit manuellement, soit au moyen d'un dispositif commandé électriquement ou électroniquement en fonction des pressions engendrées dans les aubages 14 des pistons 4.Cette soupape 31 est constituée par un corps de soupape 32 présentant une section trapézoidale à grande base tournée vers l'extérieur, permettant une ouverture facile sous l'effet de la pression, par une tige de guidage 33, et par un ressort de rappel 34 dont la charge peut être tarée de manière connue, en fonctionnement ou à l'arrêt du moteur. En outre, selon une autre caractéristique de l'invention, entre la chambre d'explosion 5 et l'intérieur du cylindre 1, il est prévu une soupape basculante 43 (figure 2) d'obturation de l'orifice de détente de la chambre 4, cédant à la pression des gaz de combustion contre l'action d'un ressort de rappel (non représenté), et actionnée à l'ouverture au moyen d'une tige 35 coopérant avec une came d'ouverture 36 prévue dans le carter étanche 22 sur le disque 20 entraîné par l'arbre moteur 3, cette came 36 réalisant le basculement à l'ouverture de la soupape 43 pendant une rotation de 180 des pistons 4, c'es-à-dire pendant la phase d'aspiration et de remplissage de la chambre 5, la pression des gaz après l'explosion réalisant une ouverture momentanée de la soupape 43 au passage de la chambre déterminée par deux aubes consécutives de l'aubage 14 devant l'orifice de la chambre 5. La figure 3 représente une autre variante de réalisation de l'invention, dans laquelle deux ensembles cylindre - 37 et piston - 38 sont disposés perpendiculairement à l'arbre moteur 3 et sont accouplés à ce dernier au moyen d'arbres moteurs secondaires 39 et de renvois d'angle 40, et leurs cycles de travail sont décalés. Les chambres d'explosion 41 de ces ensembles cylindre 37 piston 38 sont alimentées chacune par une turbine d'un turbocompresseur 42 à double turbine du type à entraînement débrayable mécanique et par les gaz d'échappement précité Dans ce mode de réalisation, la disposition des divers éléments d'une partie de cylindre reste identique à celle décrite à propos du brevet principal, seule la position relative des pistons 38 dans les cylindres 37 étant différente.En effet, dans une telle construction, l'un des pistons peut être en position haute d'explosion et de détente pendant que l'autre est en position basse d'admission de mélange combustible, de sorte qu'est obtenu un cycle de travail plus régulier avec une moindre génération de vibration, le cycle sans travail dtaspiration et de compression de l'un des pistons étant compensé par le cycle de travail d'.explosion et détente de l'autre piston. Ainsi, il est réalisé un travail permanent sur l'arbre moteur 3 pendant une rotation complète des pistons 38 sans à-coup du à l'inertie de pièces en mouvement, de sorte qu'un volant d'inertie est inutile, et qu'est obtenue une grande souplesse de fonctionnement. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est possible de disposer plusieurs ensembles cylindre piston perpendiculairement à l'arbre moteur, en ligne, en V, à plat, ou en étoile, ces ensembles étant alimentés par un ou plusieurs turbocompresseurs à entraînement mécanique débrayable et par les gaz d'échappement, le cycle des pistons pouvant etre décalés d'un cylindre à l'autre individuellement, ou par groupe de cylindres. Grâce à un tel mode de réalisation, la souplesse du moteur peut encore être accrue, de même que son rendement mécanique. I1 est également possible, conformément à une autre caractéristique de l'invention, de commander le dispositif d'injection au moyen d'un dispositif de démultiplication de manière à réaliser une injection de carburant dans la chambre d'explosion 5 tous les deux tours. Ainsi, lors du premier passage de l'aubage 14 des pistons devant les chambres d'explosion 5, ledit aubage est uniquement rempli d'air comburant comprimé, qui est mélangé aux gaz d'explosion lors du second passage et favorise une meilleure combustion de ces derniers, de sorte que le rendement énergétique du moteur est amélioré. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS- 1. Moteur à combustion interne suralimenté, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11 du brevet principal, caractérisé en ce que l'entraînement (27) du turbocompresseur (8) est un entraînement débrayable automatiquement et accouplé à une turbine actionnée par les gaz d'échappement issus de chaque partie de cylindre, de sorte que, dès atteinte d'une pression et d'une vitesse d'entraînement suffisantes, l'entraînement n'est plus réalisé par l'arbre moteur (3). 2. Moteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le turbocompresseur (8) entraîné mécaniquement par l'intermédiaire d'un train surmultiplicateur (27) est muni, en outre, d'une tubulure (28) d'admission des gaz d'échappement des deux parties de cylindres, reliée aux tubulures (12) d'échappement de ces parties, et dirigeant lesdits gaz d'échappement sur une turbine d'entraînement du turbocompresseur (8), ces gaz étant évacués à travers une tubulure (29). 3. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le débrayage du train (27) peut hêtre réalisé soit entièrement de manière mécanique, par exemple par un montage du type roue libre de l'un des pignons du train (27), soit encore grâce à un embrayage électromagnétique déclenché par un contact manométrique, ou analogue. 4. Moteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que afin d'éviter des surcompressions néfastes, en particulier en cas de non fonctionnement ou de mauvais fonctionnement de la soupape d'échappement (30), il est prévu, sur chaque partie de cylindre, une soupape de sûreté (31) disposée avant la chambre d'explosion (5+, sensiblement symétriquement à la soupape d'échappement (30), et réglable, soit manuellement, soit au moyen d'un dispositif commandé électriquement ou électroniquement en fonction des pressions engendrées dans les aubages (14) des pistons (4). 5. Moteur, suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la soupape de sûreté (31) est constituée par un corps de soupape (32) présentant une section trapézodale à grande base tournée vers l'extérieur permettant une ouverture facile sous l'effet de la pression, par une tige de guidage (33), et par un ressort de rappel (34) dont la charge peut être tarée de manière connue, en fonctionnement-ou à l'arrêt du moteur. 6. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que, entre la chambre d'explosion (5) et l'intérieur du cylindre (1), il est prévu une soupape basculante (43) d'obturation de l'orifice de détente de la chambre (4), cédant à la pression des gaz de combustion contre l'action dun ressort de rappel,et actionnée à l'ouver- ture au moyen d'une tige (35) coopérant avec une came d'ouverture(36) prévue dans le carter étanche (22) sur le disque (20) entraîné par l'arbre moteur (3), cette came (36) réalisant le basculement à l'ouverture de la soupape (43) pendant une rotation de 180 des pistons (4), c'est-à-dire pendant la phase d'aspiration et de remplissage de la chambre (5), la pression des gaz après l'explosion réalisant une ouverture momentanée de la soupape (43) au passage de la chambre déterminée par deux aubes consécutives de l'aubage (14) devant ltorifice de la chambre (5). 7. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les cylindres (37) et les pistons (38) sont disposés perpendiculairement à l?arbre moteur (3) et sont accouplés à ce dernier grâce à des arbres moteurs secondaires (39) et à des renvois d'angle (40), et leurs cycles de travail sont décalés,-et leur chambre d'explosion (41) sont alimentées chacune par une turbine d'un turbocompresseur (42) double turbine à entraînement mécanique débrayable et par les gaz d'échappement. 8. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que plusieurs ensembles cylindre - piston sont disposés perpendiculairement à l'arbre moteur, en ligne, en V, à plat, ou en étoile, ces ensembles étant alimentés par un ou plusieurs turbocompresseurs à entraînement mécanique débrayable et par les gaz d'échappement, le cycle des pistons pouvant etre décalés d'un cylindre à l'autre individuellement, ou par groupe de cylindres. 9. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif-dtin- jection est commandé au moyen d'un dispositif de démultiplication de manière à réaliser une injection de carburant dans la chambre d'explosion(5)tous les deux tours.