Brevet FR2563574A1 — publié le 19851031

L'invention se rapporte à un moteur rotatif à explosion. Dans les moteurs à explosion à bloc cylindre fixe et à pistons alternatifs, l'explosion d'un gaz préalablement admis et comprimé développe de l'énergie mécanique provoquant un mouvement de translation de ce piston qui pour être exploité ainsi que pour assurer la continuité du cycle, est transformé en mouvement de rotation par une bielle reliée au maneton d'un vilebrequin. Ce maneton de vilebrequin est porté par une manivelle dont la longueur reste très limitée et, de ce fait, le couple moteur transmis par le vilebrequin est faible. Pour, à cylindrée égale, disposer d'un couple plus important, il est connu d'utiliser des moteurs dans lesquels l'explosion du gaz est réalisée, dans une chambre qui correspond à une fraction angulaire d'une cavité réservée entre un rotor et un stator, laquelle fraction angulaire est. alors délimitée par deux surfaces, l'une portée par le stator, l'autre par le rotor de manière que l'énergie développée par la dite explosion se traduise par une poussée s'exercent sur ces faces et donc tangentiellement à la périphérie du rotor, soit à une distance de l'axe de rotation qui est nettement plus importante que la longueur de la manivelle d'un vilebrequin. Afin d'isoler parfaitement cette fraction angulaire du reste de la cavité, au moins l'une des pièces que sont le rotor et le stator porte au moins un dispositif d'étanchéité tel une palette qui, afin de suivre l'évolution des variations de profil de l'autre pièce coulisse dans une gorge de la première pièce sous l'action d'un élément élastique tel un ou plusieurs ressorts tendant à la chasser de sa gorge pour l'appliquer sur l'autre pièce tout en permettant sa rétraction. Lorsque la palette aborde la cavité qui crée une variation brutale de profil, elle frappe brutalement le fond de la cavité pour ensuite se rétracter avant un nouveau passage. On comprend que, pour ce travail intense, le ressort actionnant la palette doit être puissant, ce qui malheureusement augmente la force de frottement de la dite palette sur le profil d'appui et donc l'usure qui détruit progressivement l'étanchéité. En cas de rupture ou simplement de fatigue du ressort ou même lorsque le ressort est en bon état mais que la vi tes- se de rotation est importante le dit ressort ne parvient plus, notamment dès l'abord d'une variation brusque, à appliquer parfaitement la palette contre le profil ce qui entrain une fuite de gaz réduisant l'efficacité du moteur. En outre, dans de tels moteurs, l'admission et la compression des gaz à l'intérieur même de la chambre est difficile ou nécessite l'emploi de mécanismes complexes qui augmentent notablement le coût du moteur et diminuent sa fiabilité. Sans que cela remédie aux inconvénients liés aux ressorts des dispositifs d'étanchéité, afin de faciliter l'admission et la compression, il est connu (FR-A-2.254.226) de n'utiliser la chambre formée par une fraction angulaire de la cavité réservée entre rotor et stator que pour la détente des gaz et de ce fait de recourir pour l'admission et la compression, à au moins une chambre auxiliaire délimitée par un piston animé d'un mouvement alternatif dans un cylindre porté par le rotor. Le va-et-vient des pistons est assuré par un dispositif qui coopère avec une came portée par le stator. Ce moteur connu présente. des inconvénients-- C'est lorsque l'un despistons alternatifs atteint le point mort haut que le gaz ainsi comprimé est, avant allumage, transféré dans la chambre située entre le rotor et le stator pour y subir l'allumage et provoquer la détente et, même si la chambre présente alors son volume minimum, on comprend que ce transfert produise juste avant l'allumage, une perte de compression qui malheureusement nuit au rendement du moteur. D'autre part, la chambre de détente étant délimitée dans une cavité de l'enveloppe cylindrique du rotor, cavité qui est fermée par l'alésage cylindrique du stator, d'une part, le dit rotor doit présenter autant de chambres de détente que de chambres auxiliaires et, d'autre part, la course des pistons alternatifs est limitée par le rayon de l'enveloppe cylindrique du rotor ainsi que par l'épaisseur du fond du cylindre. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un moteur rotatif qui, pour l'admission et la compression des gaz, utilise des pistons alternatifs auxiliaires, dans lequel moteur l'allumage des gaz comprimés s'effectue avant toute perte de compression. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un tel moteur dans lequel la course des pistons n'est pas limitée par l'enveloppe cylindrique du rotor. Est également un résultat de l'invention, un dispositif d'étanchéité entre rotor et stator qui autorise des vitesses élevées de rotation. A cet effet, elle a pour objet un moteur du type précité notamment caractérisé en ce que les fond des cylindres est formé par l'alésage du stator et en ce qu'au lieu d'etre creusée dans l'enveloppe cylindrique du rotor, la cavité de la chambre de détente est creusée dans l'alésage du stator. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1: vu en coupe transversale, le moteur pendant la phase de détente des gaz brûlés, - figure 2: une coupe selon II-II de la figure l. En se reportant au dessin, on oit que le moteur 1 est principalement constitué d'un stator 2 dans lequel un rotor 3 est guidé en rotation et tourne autour de l'axe 10 de son arbre de sortie 4. Pour comprimer les gaz,- le rotor 3 comporte intérieurement des pistons alternatifs 5, 6 qui, sous l'action d'un mécanisme de commande 7, se déplacent dans des cylindres 8, 9 dont les axes sont perpendiculaires à l'axe 10 de rotation du rotor 3. Le nombre des cylindres peut être pair ou impair. Le mécanisme de commande 7 est par exemple constitué de bielles 11, 12 qui relient les pistons 5, 6 à un tourillon 13 solidaire du stator 2 et excentré par rapport à l'axe de rotation 10 du dit rotor 3. Classiquement le stator 2 comporte un orifice d'échappement 14 et un orifice d'admission 15 ainsi qu'un système de distribution 16 des gaz qui peut être de tout type connu. De manière connue, la lubrification des pièces en mouvement à l'intérieur du stator peut être assurée par un balayage des gaz admis. De manière également connue, l'énergie développée par l'explosion est dégagée dans une chambre 20 formée par une fraction angulaire d'une cavité 22 réservée entre le rotor et le stator. Dans cette chambre, l'énergie se traduit par une poussée qui s'exerce entre les deux surfaces 17, 18 portées l'une (17) par le stator et l'autre (18) par le rotor qui délimitent la fraction angulaire précitée. L'une (17) de ces surfaces est formée par l'entrée 19 de la cavité 22 dans laquelle est délimitée la chambre de détente 20 et l'autre (18) qui par définition est située à l'autre extrémité angulaire de cette chambre de détente 20, est portée par un dispositif escamotable 21 assurant l'étanchéité entre la chambre de détente 20 et le reste de la cavité 22. De manière connue, l'allumage des gaz comprimés est réalisé au moyen d'une bougie 23, 24 dont le corps est de préférence vissé par l'intérieur du rotor 3 et dont les électrodes 25 sont situées dans un perçage 26 débouchant dans le cylindre 8 ou 9. Selon une caractéristique de l'invention, d'une part, le fond des cylindres est formé par l'alésage du stator et, d'autre part, au lieu d'être creusée dans l'enveloppe cylindrique du rotor, la cavité 22 est creusée dans l'alésage du stator 2. De ce fait, lorsqu'il passe en regard de la cavité pour atteindre son point mort haut, chacun des pistons 5, 6 comprimant les gaz peut sortir de son cylindre 8, 9 et pénétrer dans la chambre de détente 20. Afin qu'il ait lieu avant toute perte de pression des gaz, l'allumage sera avantageusement commandé juste avant le passage du cylindre correspondant devant la chambre de détente. Dans ce cas, l'avancée du piston dans la cavité poursuit l'action de poussée due à l'explosion. Afin, y compris à une vitesse de rotation élevée, d'obtenir une bonne étanchéité entre la chambre de détente 20 et le reste de la cavité 22, au lieu d'une palette portée par le stator et rétractable contre l'action d'au moins un ressort, conformément à une autre caractéristique de l'invention, le dispositif escamotable 21 est porté par le rotor de manière à subir l'action de la force centrifuge et à son bord actif qui est en appui contre la génératrice de l'alésage du stator 2. A cet effet, l'élément escamotable 21 est une palette 27, 28 reliée au rotor 3, par un moyen 29, 30 d'articulation autour d'un axe parallèle à l'axe 10 de rotation du rotor 3. Pour éviter à la palette des mouvements brusques qui par martelage entraîneraient une destruction hâtive de l'étanchéité, conformément à une autre caractéristique de l'invention, pour guider la descente de chacune des palettes 27, 28 dans la chambre de détente 20, l'entrée de la cavité présente une rampe 31. Bien entendu, le moteur peut comprendre plusieurs blocs moteurs déphasés élémentaires du type ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Moteur rotatif (1) à explosion, formé par un stator (2) dans l'alésage duquel un rotor (3), guidé en rotation, tourne autour de l'axe (10) de son arbre de sortie (4), lequel rotor comporte intérieurement des pistons alternatifs (5, 6) qui sous l'action d'un mécanisme de commande (7) se déplacent dans des cylindres (8, 9), chacun- d'axe perpendiculaire à celui (10) de rotation du rotor (3), en vue d'assurer l'admission et la compression de gaz dont l'énergie développée par leur explosion est dégagée dans une chambre de détente (20) qui est formée d'une fraction angulaire d'une cavité (22) réservée entre le rotor (3) et le stator (2), laquelle fraction angulaire délimitée par deux surfaces opposées (17, 18) dont l'une (17)- forme l'entrée (19) de la cavité (22) et l'autre (18) est portée par un dispositif escamotable (21) assurant l'étanchéité entre la chambre de détente (20) et le reste de la cavité (22), ce moteur étant CARACTERISE en ce que le fond des cylindres portés par le rotor est formé par l'alésage du stator et en ce qu'au lieu d'être creusée dans l'enveloppe cylindrique du rotor, la cavité (22) est creusée dans l'alésage du stator (2). 2. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif escamotable (21) est porté par le rotor de manière à subir l'action de la force centrifuge et a son bord actif en appui contre la génératrice du fond (22) de l'alésage du stator (2). 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'élément escamotable (21) est une palette (27, 28) reliée au rotor (3), par un moyen (29, 30) d'articulation autour d'un axe parallèle à l'axe (10) de rotation du rotor (3). 4. Moteur selon l'une quelconque des revendication 1 à 3 caractérisé en ce que, pour guider la descente de chacune des palettes (27, 28) dans la chambre de détente (20), l'entrée de la cavité présente une rampe (31).