Brevet FR2565655A1 — publié le 19851213

La présente invention concerne un dispositif pour améliorer le fonctionnement des moteurs à explosion ou à combustion. Cette amélioration est obtenue essentiellement par 1' utilisation d'un accouplement élastique entre l'arbre moteur et le volant d'inertie. Traditionnellement le volant d'inertie d'un moteur est relié d'une manière rigide à l'arbre moteur. La figure I représente le diagramme couple-vitesse angulaire d'un moteur normal, 4 cylindres, 4 temps, pour un tour de l'arbre moteur soit 360 O La courbe (1) représente le couple moteur. L'horizontale (2) représente le couple utile résistant moyen. La courbe (3) représente le couple résistant dû aux cylindres non sollicités et travaillant à l'aspiration, la compression et l'échappement. Cette courbe (7) ajoutée à l'horizontale (2) définit le couple résistant total. La courbe (4) représente les oscillations de la vitesse angulaire du moteur qui sarie entre le minimum (V1) et le maximum (V2). L'examen de la figure 1 permet de faire les deux remarques suivantes sur le fonctionnement d'un moteur traditionnel to) La vitesse angulaire de 1'arbre moteur diminue à partir du point mort haut correspondant à l'angle OC de la figure 1, pour atteindre le minimum (vit) au moment ou le couple moteur devient supérieur au couple résistant. Ce ralentissement, qui se produit au début de l'explosion dans le cylindre sollicité est contraire à un bon rendement thermodynamique du moteur. 20) La vitesse angulaire après avoir atteint~le minimum (V1) augmente jusqu'au maximum (V2). Ce maximum (V2) est déphasé de l'angle (*1) par rapport au maximum du couple moteur. Cet angle (*1) est relativement important ce qui est contraire à un bon rendement mécanique du moteur entre les vitesses (V1) et (V2). En effet la puissance fournie par le moteur entre ces vitesses est sensiblement fonction du cosinus de cet angle (91). Selon l'invention, L'accouplement élastique entre le moteur et le volant d'inertie permet de remédier à.ces inconvénients. La figure 2 représente le diagramme couple-vitesse angulaire du même moteur muni d'un accouplement élastique entre l'arbre moteur et le volant d'inertie. Les courbes (1), (2) et (3) sont identiques et font référence à la figure I. La courbe (4) en pointillé représente les oscillations de la vitesse angulaire telles qu'elles se produisent dans un moteur traditionnel. La courbe (5) représente les oscillations de la vitesse angulaire de l'arbre moteur. La courbe (6) représente les oscillations de la vitesse angulaire du volant d'inertie. la zone hachurée (T) correspond à l'énergie emmagasinée par l'accouplement élastique. la zone hachurée (8) correspond à l'énergie restituée par l'accouplement élastique. L'angle 2) correspond au déphasage entre le maximum du couple moteur et le maximum de la vitesse angulaire (V2) de l'arbre moteur. l'examen de la figure 2 permet de faire les trois remarques suivantes sur le fonctionnement d'un moteur muni d'un accouplement élastique entre l'arbre moteur et le volant d' inertie 10) La vitesse angulaire de l'arbre moteur est plus élevée au début du cycle de l'explosion ce qui entraine une baisse plus rapide de la température dans le cylindre d'où un rendement thermo-dynamigue plus élevé et une pollution plus réduite à l'échappement. 20) Le déphasage (T2) entre le maximum du couple moteur et le maximum de la vitesse angulaire de l'arbre moteur est plus petit d'où un rendement mécanique plus élevé entre les vitesses d'oscillation (vol) et (V2). 50) L'énergie emmagasinée puis restituée par l'acco;iple- ment élastique contribue à l'amortissement des efforts dûs aux poussées explosives sur les pistons d'où un fonctionnement plus souple du moteur. La réalisation de l'accouplement élastique est obtenue d'une façon générale par un moyen élastique placé entre l'arbre moteur et le volant d'inertie. La figure 5 représente le principe de cette réalisation générale Un moteur à explosion ou à combustion interne (4) entraine une machine ou un véhicule (5). Le volant d'inertie (2) assure la régularité du fonctionnement du moteur. L'arbre moteur (1) est. rez au volant d'inertie (2) par l'intermédiaire d'un accouplement élastique (3). La liaison du moteur (4) à la machine (5) se fait. par un moyen traditionnel : embrayage ou accouplement (6). Cette liaison peut être faite sur le volant d'inertie (figure 3) ou sur l'arbreXmoteur. Le moyen élastique constituant l'accouplement' doit per- mettre une amplitude d'oscillation suffisante entre l'arbre moteur et le volant d'inertie. Cette amplitude d'oscillation est déterminée en fonction des caractéristiques du moteur. D'une façan générale le moyen élastique utilisé peut être réalisé de différentes façons : 10 Avec des ressorts métalliques dont la forme peut varier et revêtir divers aspects : ressarta. à boudin ou à la- me, simples ou multiples, de section uniforme ou progressive. 20 Avec des matériaux fonctionnant par élasticité de masse : caoutchouc, matière plastique naturelle ou synthé- tique, homogène ou hétérogène. 70 Avec un système pneumatique. le moyen élastique peut être réparti sur la circonférence de l'arbre moteurs en un ou plusieurs éléments, d'une manière symétrique ou dissymétrique, axiale, radiale ou autre. La figure (4) représente le principe d'une réalisation en (1) l'arbre moteur, en (2) le volant d'inertie, en (3) un élément du moyen élastique permettant les oscillations entre li'arbre moteur et le volant d'inertie. Dans cette figure lemoyen élastique est composé de s éléments répartis autour de l'arbre moteur. REVENDICATIONS. 1) Dispositif pour améliorer le fonctionnement et le rendement des moteurs à explosion, à combustion, à essence ou diésel ; caractérisé par un accouplement élastique (3) placé entre l'arbre moteur (i) et le volant d'inertie (2), permettant ainsi des oscillations entre l'arbre moteur et le volant d'inertie. 2) Dispositif selon la revedication t caractérisé par le fait que le moyen élastique utilisé peut autre réalisé soit avec des ressorts métalliques dont la forme peut varier et revêtir divers aspects : ressort à boudin QU à lame, simples ou multiples, de section uniforme ou progressive, scit avec des matériaux fonctionnant par élasticité de masse (caoutchouc, matière plastique naturelle ou synthétique homogène ou hétérogène), soit avec un système pneumatique. 3) Dispositif selon les revendications I et 2 ensemble caractérisé par le fait que le moyen élastique utilisé peut être réparti. en un ou plusieurs éléments autour de l'arbre moteur d 'une manière symétrique QU dissymétrique, axiale, ra diale. QU autre, 4) Dispositif selon les revendications 1,2 et 3 ensemble caractérisé par Le fait que la liaison avec la machine entraînée peut dtre. faite soit sur le volant d'inertie, soit sur l'arbre moteur.