Brevet FR2525686A1 — publié le 19831028

L'invention se rapporte aux générateurs à combus- tion interne à deux pistons libres opposés dans un mcme cylindre au milieu duquel débouche soit un injecteur de carburant, soit une préchambre de combustion et de tur- bulence, par un orifice situé entre les deux pistons dans leur position, dite de point mort intérieuro ils sont le plus rapprochés. Pour qu'un générateur à combustion interne possè- de un haut rendement, on sait qu'il doit avoir un taux de compression élevé, et par suite une chambre de combus- tion de faible volume minimal, et qu'il est avantageux que les gaz de combustion soient soumis à une turbulence, généralement provoquée dans une préchambre ou par une for- me appropriée de la chambre de combustion. I 5 Dans un générateur à pistons libres, la chambre de combustion comprend essentiellement l'espace compris entre les deux pistons, dont la face active, c'est-à-dire la face qui délimite cette chambre, est usuellement plate. Cet espace, qui est minimal quand les pistons atteignent leur point mort intérieur, ne peut être réduit à une valeur très faible car l'écart entre les pistons doit être suffisant pour que ceux-ci ne recouvrent jamais, même partiellement, ledit orifice o débouche l'injecteur ou la préchambre, en tenant compte du fait que la cou-se des pistons n'est mas déterminée positivement et que, par suite, leur position de point mort intérieur varie lgé- rement d'un cycle à l'autre. Il est connu de prévoir dans la région centrale de la face active des pistons une préchambre ou une cavité afin de favoriser la turbulence Cependant, ceci a pour conséquence, toutes choses égales par ailleurs, une diminution dudit écart minimal entre les pistons et augmente donc le risque de recouvrement dudit orifice par les pistons. L' inventi Don a pou L but de réaliser un gcénérateur a p:istons l Tibras i hs: rende:ient prccure r P une forte turbulen- ce des gaz de cosrcust Jon, sans risqce de recouvrement partiel par les pistons de l'orifice d'injection du car- uranrt ou des cgaz de combustin. A cet effet, l'invention a pour objet un généra- teur du genre susmentionné, caractérisé en ce que la face active de chaque piston est de forme générale plate et est r:urie d'nn vi;; mient débouchan sur u;ne récgion de la I periphérie du piston, et en ce que des moyens de guidage empêchant la rotation de chaque piston maintiennent cette région centrée sur la même génératrice du cylindre que l'orifice par lequel débouche la préchambre ou l'in- jecteur. I 5 Dans uni premier mode de réalisation, l'évidement a une forme generale ovale et, de préférence, cet évide- ment présente, à partir de ladite région, une profondeur croissante puis décro_isante jusqlu au voisinaage du centre du piston. En variante, l' 6 videvent peut être constitué par une saignée radiale de profiordeur décroissante à partir de ladite régioncu encoreparure saign Ceradiale reliant cette région à une zone creuse entourant le centre du piston, la saigrée et la zone creuse avant de préférence 2 D la mmne profordeur constante. Deux exempies de réalisation d'un générateur à pissons libres selon l'invention sont décrits ci-après, avec référence aux dessins annexés parmli lesquels: la Fig 1 est une vue partielle en coupe axia- le Je générateur selon un premier mode de réalisation; la Fig 2 est une vue en coupe prise suivant la ligne 2 -2 Je la is; 1; la FI 3 est une vue partielle en coupe axia- le d'un gné-rateur suivsnt un second mode de réalisation, prise suivant la ligne 3 3 de la Fig 4; et la Fig 4 est une vue prise en coupe suivant la ligne 4 4 de la Fig 3. On voit sur la Fig 1 une partie d'un générateur thermomagnétique à combustion interne comprenant, dans un cylindre 1 d'axe X-X, deux pistons libres opposés 2,3. Une moitié seulement du générateur est montrée entière- ment, sans toutefois ses dispositifs d'admission et d'é- chappement, qui sont classiques et ont été omis pour plus IO de clarté; l'autre moitié du générateur est symétrique de la première par rapport au plan transversal P suivant lequel est effectuée la coupe 2-2 Chaque piston comporte une tige 4 portant une masse magnétique 5 qui constitue le noyau mobile d'une I 5 bobine 6 de production de courant électrique portée par un bloc magnétique 7 solidaire du cylindre Chaque tige 4 est prolongée par un embout cylindrique 8 qui coulisse, coaxialement au cylindre 1, dans un guide 9 Ce dernier est solidaire d'une pièce de fond 10 en forme de cuvette délimitant, du côté du guide opposé au piston, une cham- bre contenant un organe élastique tel qu'un ressort 11 qui pousse axialement l'embout 8 et tend à repousser le pis- ton dans le cylindre, vers l'autre piston. Chaque pièce de fond 10 est appliquée contre le cylindre 1, par l'intermédiaire du bloc magnétique 7, au moyen de tirants non représentés traversant le cylindre, le bloc et la pièce de fond par des trous alignés 12 (Fig 2). Le coulissement de l'embout 8 dans le guide 9 est assuré par des moyens de guidagetels que des canne- lures 13 conjuguées, qui empêchent toute rotation des pistons 2, 3 par rapport au cylindre 1 autour de l'axe X-X. Dans le racée de réalisation ces Fig I et 2, un irjecteur Dû carburant 14 f ix au cylindre 1 débouche radialement dans l'alisage de ce cyiindre par un orifice situé encre les deu: pistons 2, 3 dans le plan P Ces D pistons ont une face active 16 qui est plate dans sa majeur- re partie mais 3 est creusée d'un évidement 17 de forme à peu près ovale gui débouche par une extrémité 18 sur la périhé rie du piston; la largeur et la profondeur de évidement croissent à partir de cette extrémité en s'ap- Io prochant du centre de la face du piston, puis décroissent jusqu'au voisinage de ce centre, o elles s'annulent. Dans le mode de réalisation des Fig 3 et 4, une préchanbre de turbulence et de combustion 19 est montée dans le corps du cylindre 1 et présente un canal I 5 de sortie 20 qui débouche dans l'alésage de ce cylindre par un orifice 21 situé dans le plan P, entre les deux pistons 2, 3 Ceux-ci ont une face active qui est plate dans sa majeuie partie mais est creusée d'un évidement 22 de faible épaisseur sensiblement constante; cet évide- 0 ment comprend une partie large arrondie 23 s'dtendant au voisinage du centre de la face du piston et prolongée par unme saicmee radiale étroite 24 qui débouche par une extrerité 25 sur la n-riphérie du piston L'axe X-X traverse la partie large 23. Dans les deux modes de réalisation, surtout dans celui comportant une préchambre, le volume de l'évidement 1,, 22 est suffisarment faible pour qu'à leur point mort intérieur les pistons ne se heurtent pas Dans les deux cas, les moyens de guidage 13 empêchent la rotation du piston par rapport au cylindre 1 et sont aménagés de manière que l'extrémité 18, 25 de l'évidement soit main- benue centrée sur la m Rme génératrice de l'alésage du cylindre que l'orifice 15,21 Dirsi, lorsque les pistons sont à leur point mort intérieur, même très rapprochés, ils ne recouvrent pas, même partiellement, l'orifice , 21, grâce à l'échancrure que forme sur leur périphé- rie l'extrémité 18, 25 de l'évidement 17, 22. De plus, l'évidement 17, 22 optimise la combus- tion du mélange de gaz et de carburant lorsque les deux pistons atteignent leur point mort intérieur: dans le premier cas ( 7 rig l et 2), le carburant injecté est diricé vers le centre du cylindre, o les gaz sont turbulents grâce à la forme évidée de la face active du piston; dans le second cas (Fig 3 et 4),le rélange turbulent de carburant et de gaz sortant IO de la préchambre 19 et introduit dans le cylindre est dirigé vers le centre du cylindre, de sorte que la com- bustion provoque une poussée bien centrée sur la face de chaque piston. En variante, d'autres formes peuvent être données I 5 à l'évidement creusé dans la face active des pistons. Il peut par exemple se limiter à une simple saignée radiale dont la profondeur diminue à partir d'une extré- mité, telle que 18, située sur la périphérie du piston. REVENDICATIOIS - 1. Genérateur à combustion interne, du type comprenant deux pistons libres ( 2, 3) opposés dans un même cylindre ( 1) au milieu duquel débouche soit un injecteur de carburant ( 14), soit une préchambre ( 19) de combustion et de turbulence, par un orifice ( 15; 21) situé entre les deux pistons dans leur position dans laquelle ils sont les plus rapprochés, caractérisé en ce que la face active ( 16) de chaque piston est de forme générale plate et estmunie d'un évidement ( 17; 22) débou- IO chant sur une région ( 18; 25) de la périphérie du piston, et en ce que des moyens de guidage ( 13) empêchant la rotation de chaque piston maintiennent cette région cen- trée sur la même génératrice du cylindre ( 1) que l'ori- fice ( 15; 21) par lequel débouche la préchambre ( 19) ou I 5 l'injecteur ( 14). 2. Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement ( 17) a une forme gé- nérale ovale. 3. Générateur suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'évidement ( 22) est constitué d'une saignée radiale ( 24) reliant ladite région ( 25) à une zone creuse plus large ( 23) entourant le centre du pis- ton ( 2, 3). 4. Générateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'évidement ( 17) présente, à partir de la région ( 18), une profondeur croissante puis décroissante jusqu'au voisinage du centre du piston ( 2, 3). 5. Générateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'évidement ( 22) a une profondeur constante. 6. Générateur suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'évidement est constitué d'une saignée radiale de profondeur décroissante à partir de ladite région. 7. Générateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage ( 13) sont constitués par une liaison cannelée entre la tige ( 4, 8) de chaque piston ( 2, 3) et un orga- ne de guidage ( 9) solidaire du cylindre ( 1).