Brevet FR2546232A1 — publié le 19841123

La presente invention concerne un procédé de transmission de 1' energie d'un moteur à explosion ou combustion interne par la rotation de son bloc cylindres. les pièces constituant ce moteur sont les suivantes: 10) le bloc-cylindres (a) de forme cylindrique,prsentant entre sa longueur et son diamètre un rapport approximatif de 1,20 à 1,30 ,pour 1,00,et le percement de part en part, dans le sens de sa longueur de: - trois orifices de forme ellipsoidale,pour le logement et le mouvement des pistons (g) - - six orifices d'allègement et de refroidissement. (h). - un orifice central rond (i),mordant latéralement sur les orifices g, et destiné à recevoir le tube axial support du bloc-cylindres,et distributeur du mélange gazeux ou de l'air comburant. 20) Solidairement,une couronne denté en circonférence, per- mettant la transmission du mouvement (f),et la mise en marche par le démarreur. 3 ) en circonférence, une rainure rectangle (d) permettant le logement d'une ceinture-bague fixe (d) de distribution 40) les pîstons,au nombre de sex,de mème section que les orifices g,placds deux par deux en opposition, dont les bielles rigidestsolidement fixes à la tète du piston,sont termines par un bec double (J) servant de support à des galets coniques (k),destinds à subir le mouvement imprimé ou reçu par les"rampes-guide" (e et e) 5 ) les galets k,au nombre de trois par bec de bielle,pou- vant ètre éventuellement remplaces par des are tes de friction agissant contre les rampes-guide. 60) la bague circulaire (d') enserrant le bloc-cylindres dans la rainure d ,fixe,dont la surface est revètue de mdtal antifriction et striée pour favoriser la lubrification, bague supportant aux endroits indiquds les collecteur de gaz d'échappement et mécanisme d'allumage ou d'injection. (r). 70) un axe central tubulaire (b),permettant le support du bloc-cylindre et l'alimentation du mélange gazeux ou de l'air. 80) deux roulements à galets coniques,(l),permettant le maintien et la rotation du bloc-cylindres. 9 ) deux tubes concentriques à l'aie b,l'enserrant et assu- rant 1'écartement entre le bloc-cylindres et les carters latéraux. (m). 100) deux ensembles écrou-contr'êcrou (n),solidarisant les carters au reste du moteur. 110) les deux carters latéraux (c), comportant, imprimés en relief sur leur fond et latéralement,les rampes-guide e et e' destinés à animer le mouvement des pistons,solidaris4s entre eux par une ehemise métallique ne laissant apparaître du bloc- cylindres que la prise de force f et les collecteur d'échappement et mécanisme d'allumage ou dtinjection. Fonctionnement du moteur: La rotation du bloc-cylindres est assurée par la poussde à la détente des gaz,par la force exercée dans le sens pis t9n carter sur la rampe des carters fixes,rampe circulaire présentant,selon son développement, une oblicité par rapport à la poussée et créant donc une résultante provoquant cette rotation. (fig. 4 ),la màme oblicité inverse provoquant aussi, par inertie,dans le sens carter piston, les compression et échappement des gaz brûlés. Par contre l'aspiration devra faire appel à une "rampe négative" (e')9ou à un systbme de ressorts de rappel devant entre intégré à ce mécanisme. Il est évident que seul le temps "détente" assure la puis- sance du moteur,les trois autres temps étant produits par l'inertie de la masse bloc-cylindres,lequel doit ètre assez conséquent pour assurer l'effet" volant d'inertie". les effets de réaction doivent autre dans le cas de ce moteur,annulés par une symétrisation du mécanisme, laquelle, par ailleurs favorise le rendement de l'ensemble. le mouvement rotatif étant de nature à creer une force centrifuge,s'exerçant sur les gaz mobilisés,cette force a été utilisée ,pour l'admission, par une alimentation centrale,et pour l'dchappement,par une expulsion latérale. La puissance du moteur devra ètre modulée par le dosage du mélange détonnant par papillon ou lamelle mobile d'obturation réglable. idem pour l'injection modulée par la quantité du gaz-oil injecté. les avance ou retard à l'allumage seront modulés par un leger déplacement de la bague d dans sa rainure d' L'évacuation totale des gaz brulés,non réalisée dans les moteurs à vilebrequin,est un élément de meilleur rendement. Tous les orifices d'admission ou d'échappement devront ètrencloisonnés" pour éviter la dégradation des segments d'étanchéité. L'alimentation en mélange gazeux devra faire appel à la technique de la pré-compression des gaz. Sujetions pour la réalisation du moteur: Il est évident que les points délicates pour la réalisation et le fonctionnement de ce moteur sont: - la necessité d'une inertie valable,en raison du fait que les trois cylindres n'assurent pas eomplbtement la mobilisa- tion complète de chacun des quatre temps,ce qui indiquerait l'emploi de l'acier plutot que celui de métaux legers,et exclut l'emploi de chemises de cylindres que l'encoche des cylindres par le fube central rendrait par ailleurs aléatoire. - la résolution des effets de friction sur la surface interieure des galets k,entre le tube d'alimentation et le bloc-cylindres,et entre le corps du moteur et la bague d'alimentation, que les techniques de striage des surfaces,d'emploi des métaux anti-friction et de lubrification devraient permettre de sur monter. - l'étanchéité'entre le tube central et l'encoche sur les pistons et leurs segments. - la solidité de l'ensemble pistons,bielles et becs de bielles. - la stabilisation des pistons sur leur axe,ce que ltovalisa- tion permet en principe d'assurer, - enfin l'équilibrage parfait du bloc-cylindre qu'une techni- que métallurgique parfaite,et un essai au ban pour finition d'équilibrage devrait assurer. - la lubrification et le refroidissement de l'ensemble devraient àtre assurés par l'injection massivesspar les carters,d'une huile qui,dirigée vers les orifices h,et refroidie par radiateur,assumerait ainsi le double role de dispersion de chaleur et d'anti-friction. Rendement du moteur: celui ci semble devoir ètre prometteur. Ainsi,si un moteur "carré" avec soupapes en tète assorti d'un taux de compression de 8,représente une surface utile d'exercice de la pression de 2/5 en début de détente et de 1/6 en fin de détente,le moteur présent représente pour le mème taux de compression des rapports respectifs de 4/5 à 1/3,environ,par rapport la surface totale où s'exerce cette pression.De ce fait, l'adoption de ce moteur serait de nature à réduire,pour uns puissance identique,la consommation de carburant,dans une notable mesurer (formule "compound" en l'occurence indispensable) De plus,la suppression de nombreux organes accessoires du moteur classique,rendrait tres notablement concurrentiel un moteur aussi rustique par rapport à eelui-oi. Encombrement du moteur: Dans ce domaine aus3i,le moteur présent semble compétitif. Il apparaît en effet qu'un moteur de deux litres de cylindrée conçu selon ce systbme,ne devrait pas exceder les dimensions de 0,60 mètres de'longueur,et de 0,30 mètres de diamètre,ce qui est très interressant,toutes erreurs relatives d'appréciation considerées. Destination optimale du moteur: Enfin l'expérimentation permettra de déterminer le domaine où ce système peut être le plus indiqué: - importance - vitesse de rotation (lente ou rapide). - destination N. B. les dessins concernant ce moteur ne sont que shématiques et ne sacrifient pas systématiquement aux normes du dessin. industriel. Ils sont cependant suffisemment compréhensibles pour faire appréhender les principes de sa méeanique,et faire considerer ses possibilités de réalisation et de rentabilité. Ils représentent: Fig0 1 : schema d'ensemble en représentation latérale, d'une moitié symétrique du moteur. Fig. 2 : une vue en plam du bloc-cylindres. Fig. 3 : un sema de distribution avec dispositif d'allumage ou d'injection (r),les flèches représentant le sens de rotation,et le mouvement des gaz d'admission et d'échappement Fig. 4 : une figuration linéaire de la distribution, développe- ment-type de la rampe guide e et e',où les doubles flèches représentent le sens et la valeur approximative des forces exercées à la rampe-guide,les lignes 31,32,et 37 représentant respectivement li posit basse du piston à l'échappement,la position basse du piston à la compression optimale, la position haute du piston à la fin de l'admission, Le rapport X/Y représente le rapport de compression, et les phases I,II,III et IV, respectivement les temps d'admission,de compression,de détente et d'échappement. Une variante dans la réalisation de ce moteur,peut être conçue dans l'adoption d'un bloc-cylindres à quatre pistons, de section ronde,ce qui résoud le problème d'inertie du bloc, chaque temps-moteur correspondant à une explosion. Cette formule de réalisation implique l'adoption d'un guide intermédiaire des bielles de piston,sous forme d'un carter évidé (o),les bielles devant présenter une section rectangulaire (p) pour conserver Bus tons leur position favorable par rapport à la rampe-guide. (Fig. 5) Cette formule presente l'avantage de permettre éventuellement l'adjonction de ressorts de rappel des pistons (q), pour assurer le mouvement d'aspiration,en éliminant le recours à la rampe négative e',et presente l'avantage, valable pour le moteur à trois pistons ovales,de reluire lteffet d'usure latérale de l'ensemble cylindre-piston. Une variante à refroidissement par air peut être envisagée. Le jumellage de deux ensembles est indiqué,à rotations contraires,et temps alternés,pour supprimer l'effet gyroscopique, et réduire les vibrations. la Figure 6 représente une coupe selon A A',presentant le guide intermédiaire en plan, de la fig 5. et la Figure 7 la disposition correspondante à Quatre pistons. selon coupe B B',de la fig 5. REVENDICATIONS. 10) Moteur à explosions ou à carburation internes caractérisé par le fait qu'il est constitué par un bloccylindres tournant (a),par un axe tubulaire fixe,lui servant de support et assurant l'alimentation en mélange détonnant ou air comburant (b)get par un carter fixe, solidaire de l'axe tubulaire (c),dans les fonds duquel sont imprimées des rampes épousant le mouvement de va-etvient des pistons,en fonction de la rotation du bloccylindres. 20) Moteur,selon revendication 1searactérisé par le fait que le profil des rampes (e) (e') permet,par résultante, la transformation de la poussée exercée sur les pistons, par l'explosion ou la combustion,en une poussée latérale entraînant la rotation du bloc-cylindres (a),puis le mouvement ,par effet inverse, des pistons durant les temps morts de chaque cycle. 30) MoteurRselon revendications 1 et 2,caraetérisé par le fait que le profil imposé aux rampes e et e',provoque en un seul tour du bloc-cylindres tournant a,les quatre temps du moteur classique.