Brevet FR2542811A1 — publié le 19840921

L'invention concerne les moteurs à combustion interne, à explosion du type à pistons mobiles en mouvement rectiligne alternatif portés par un vilebrequin. Dans les moteurs à explosion linéaires actuels un piston monobloc est muni de segmente glissant sur une pièce dite chemise, assurant l'étancnérté st le guidage partiel du piston Ce glissement engendre un frottement à coefficient élevé, compte tenu des hauts régimes de fono- tionnement. Des accélérations proportionnelles a la masse, à la course et au carré de la pulsation provoquent une usure prématuée des roulements à aiguille et des paliers lisses incorporés dans ces mécanismes. Le moteur selon l'invention permet d'accroître le rendement mdca-: nique et de diminuer les accélérations et donc la vitesse d'usure. Selon une première variande, une chemise tubulaire est interposée entre chaque piston et la paroi fixe du cylindre correspondant Cette chemise est mobile en mouvement rectiligne alternatif et portée par le vilebrequin précité. Sa course C est une fraction de la course C du piston central. Selon une deuxième variante, dans l'application particulière à un moteur à cycle à deux temps, le passaGe dtadmission du mélange combustible dans la chambre de combustion du cylindre est constitué par un ou plusieurs canaux formés dans la masse de la chemise mobile. Ce canal comprend une première extrémité débouchant sur la surface in crieur de la chemise mobile 2 et une deuxième extrémité dEbouohant sur la surface cylindrique intérieure de la chemise mobile 2. Cette variante permet de différencier nettement les zones dtadmisX sion et d'échappement. Le rendement thermodynamique se trouve amélioré, le mélange du combustible et des gaz brumés est évité partiellement par cette différenciationlet l'échappement direct du mélange combustible est réduit. La description qui suit, faite à titre d'exemple se réfère aux dessins annexés dasls lesquels - la figure 1 est une coupe frontalelmécanisme au point mort bas - lesfigures 2 et 3 représentent le mécanisme équipé d'un canal de transfert interne à la chemise mobile, aux points morts haut et ban. Le moteur comporte au moins un cylindre 1, une chemise tubulaire 2 et un piston central 3. La chemise tubulaire 2 est munie de sementation 10 et de deux axes 8 et 9 maintenus par deux, voire quatre circlips 13 Deux bielles 5 et 6 relient les axes à un vilebrequin 14. Un piston classique 3 muni de segmentation 11 et d'un axe 12 est logé dans l'alésage de la chemise tubulaire 2 . L'axe 12 est relié au vilebrequin 14 par la bielle 4 et maintenu en translation par deux circlips 7 Six roulements à aiguille ou paliers lisses non représentés sur les dessins assurent les liaison axes bielles et bielles vilebrequin. Le fonctionnement du mécanisme est le suivaat : quand l'explo sien est produite dans la chambre de combustion, des forces dues à la pression agissent sur les calottes de la chemise tubulaire 2 et J', piston central 3. Ces forces sont transforme en des moments de rotation par les systèmes bielle - manivelle. Concernant la chemise mobile, un renfort de struture est nécessaire sur le haut de la parties cylindrique intérieure. Dès que le piston central quitte le point mort haut, une poussée des gaz agit de façon radiale-8ur la surface intérieure de la chemise mobile découverte par le piston. Un insert de fonderie en acier dur 2 B permettra à la chemise tubulaire 2 À de suporter sans domages l'effort radial. Le dessin annexé figure 4 illustre un exemple de réalisation. La course ou élongation de la chemise tubulaire 2 eÈt C2 La course ou élongation du piston central 3 est C3 - le cylindre chemisé 1 à une course nulle. C2 est une fraction comprise entre 0 et 1 de C3. Les excentrations E2 et E3 sur le vilebrequin sont respectivement proportionnelles aux courses C2 et C3. Les vitesse absolues sont référencées aux cylindre 1. L'intérêt du mécanisme résulte d'une réduction des vitesses relatives entre pièces flottantes Les coefficients de frottement sont des fonctions croissantes de ces vitesses de friction. V 2/1 vitesse relative de 2 par rapport à 1 V 3/2 vitesse relative de 3 par rapport à 2 V 3/1 vitesse relative de 3 par rapport à 1 Nous avons V 3/1 = V 3/2 + V 2/1 . Les vitesse de friction son fractionnées. Or, nous avons la relation F = g.Vx où F est le coefficient de frottement. K est un coefficient de proportionalité V est la vitesse relative de la friction A. est un coefficient dépendant de V. supérieur à 1 pour des vitesses élevées. il s'ensuit qu'en fractionant la vitesse de friction, la somme des frottements composés est inférieure au frottement qu'entraînerai un piston simple de méme cylindrée, à un régime moteur identique ayant des proportions course - diamètre d'alésage semblables. Ce mécanisme peut s'appliquer à tous les moteurs à combustion' interne, du type à pistons mobiles suivant un mouvement rectiligne alternatif. Son application est particulièrement intéressante pour des vitesse linéaires de piston élevées ( X croit avec la vitesse). ?uVN ICATIONS 1 - moteur à combustion interne du type à pistons mobiles en mouvement rectiligne alternatif portés par un vilebrequin, caractérisé en ce qu'ne chemise tubulaire est interposée entre cnaque piston et la paroi fixe du cylindre correspondant, cette chemise étant mobile en mouveinent rectiligne alternatif et portée par le vilebrequin précité, sa course étant une fraction de la course du piston. 2 - oteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface cylindrique extérieur du piston est munie de segments glissant sur la surface intérieure de la chemise mobile. 3 - moteur selon les refendications 1 et 2 caractérisé en ce que la surface cylindrique extérieures de la chemise mobile est munie de segments glissant sur la paroi intérieure du cylindre. 4 - moteur selon l'une des revendications précédentes à cycle à 2 temps caractérisé en ce que le passage d'admission du mélange combustible dans la chambre de combustion du cylindre est constitué par un ou plusieurs canaux formés dans l'épaisseur de la paroi de la chemise mobile 2, et comprenant chacun une première extrémité débouchant sur la base de la chemise mobile et une deuxième extrémité débouchant sur la surface cylindrique intérieure de la chemise mobile 2. - 5 - Moteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que la seconde extrémité du cal est obstruée par le piston au point mort haut et jusqu'au voisinage du point mort bas.