Brevet FR2602825A1 — publié le 19880219

La présente invention se rapporte à des moteurs à combustion interne et a pour but principal de fournir un nouveau moteur de type rotatif. Bien que certaines tentatives précédentes aient rencontré un certain succès, ces moteurs ont souffert, apparemment, d'un manque de simplicité mécanique. La présente invention est remarquable puisqu'elle fournit un nouveau moteur rotatif simple, ne comportant que deux éléments en mouvement. La présente invention permet également de construire un moteur comportant des chambres de combustion extrêmement efficaces, conçues de manière à permettre une combustion presque complète du mélange combustible avant que se produise l'échappement à une température et une pression proches de la température et de la pression ambiantes. La présente invention a également pour but de fournir un moteur rotatif dans lequel les produits de combustion et les dépôts de carbone, etc ... sont balayés positivement hors de la chambre de combustion. Selon la présente invention, un moteur rotatif comprend deux rotors faisant simultanément et successivement fonction de rotor moteur et de rotor compresseur. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 représente une vue éclatée du moteur avec ses 5 composants. - les figures 2, 3, 4 représentent une vue côté fond palier pair F.P (ce dernier étant ici censé être transparent) à des phases de fonctionnement successifs du moteur. - les figures 5, 6, 7 représentent une vue côté fond palier impair F.I (ce dernier étant également censé être transparent) aux mêmes phases correspondantes de fonctionnement que les figures 2, 3, 4. - la figure 8 est un diagramme de fonctionnement de huit temps moteur pour une rotation de 1200 des arbres de sortie. Le moteur représenté est donc un cylindre droit fermé avec deux sortes axiales et dans lequel tournent deux rotors. + Le cylindre (C) fig. 1 est percé de 9 lumières sur la périphérie. (un repérage horaire est utilisé pour aider à l'explication et à la compréhension du fonctionnement du moteur). Les lumières L 2, 6, 10 débouchent sur le circuit d'évacuation des gaz brulés. Les lumières L 1, 4, 5, 8, 9, 12 permettent de recycler le fluide de balayage, lubrification, refroidissement, en débouchant dans une nourrice collectrice. Les emplacements 3, 7, 11 délimitent les chambres de compression et sont réservés pour installer les dispositifs d'allumage ou d'injection suivant le mode de fonctionnement choisi. + Le fond palier côté Pair (F.P) figure 1 est percé d'une sortie axiale pour l'arbre du rotor pair. Près du palier, les 3 orifices 0. 4, 8, 12 permettent l'admission du gaz frais et les orifices 0. 1, 2, 5, 6, 9, 10 reliés à la nourrice permettent l'admission du fluide de balayage, lubrification, refroidissement. + Le rotor pair (R.P) figure 1 comprend un demi-arbre, un moyeu cylindrique dont la longueur est la moitié de la longueur du cylindre, quatre pales piston semblables, équidistantes, représentées ici sous la forme d'un ménisque P 2, 4, 6, 8 ; les faces concaves faisant ici office de piston compresseur, les faces convexes ayant fonction de piston moteur. Sur la face externe du moyeu, quatre passages d'admission sont aménagés. Ils permettent en cours de rotation de démasquer les orifices d'admission. + le rotor impair (R.I) a la même description avec les pales piston P 1, 3, 5, 7. + le fond palier côté impair (F.I) a la même description que F.P Les huit pales piston des deux rotors fractionnent en huit parties le volume annulaire compris entre les fonds palier, la paroi intérieure du cylindre et les surfaces cylindriques des deux moyeux. Chacun des 8 volumes tourne autour des moyeux en variant de v à V + v, v étant le volume de la chambre de compression correspondant à l'arc d'une zone d'allumage et V étant le volume dégagé par la rotation de 30O d'une pale piston. V + v est le volume complet d'une chambre de combustion. Par construction la somme de l'arc d'une pale plus l'arc de la chambre de compression est égale à 30 . Le rapport entre ces deux arcs détermine pratiquement le taux de compression du moteur ou rapport volumétrique R puisque Si R = V + v , on a par similitude R = 300 + arc compression v arc compression ou R = arc pale + 2 arc compression On va maintenant décrire le fonctionnement du moteur. Le moteur fonctionne comme une pompe centrifuge en aspirant le gaz frais et autres fluides près du centre et en chassant à la périphérie les gaz brûlés et les fluides usés. Chaque chambre se présente en tournant devant les -12 zones d'allumage et d'échappement. Position de départ (figure 2, 5) et diagramme (figure 8) ligne 1. A 3 Heures les pales P 1, 2 ferment une chambre de compression étanche. Entre 4 et 5 heures les pales P 2, 3 limitent une chambre qui débouche en périphérie en L 4, 5 et est ouverte sur la nourrice par O 5, côté I. P 3, 4 débouche par L 6 sur l'échappement et est ouvert sur la nourrice par O 6 côté P. P 4, 5 chambre d'admission ouvert au gaz frais en 0 8 côté I et en L 8. P 5, 6 ouvert en O 9 côté P et en L 9. P 6, 7 gaz brulé ouvert à l'échappement en L 10. P 7, 8 ouvert en O 12 côté P et en L 12. P 8, 1 ouvert en O 2 côté I et en L 1 et L 2. Allumage à 3 heures piloté par le rotor P arrivé en fin de course. Sa détente propulse P 1 et le rotor I dont le moyeu au début de rotation occulte les orifices O 2, 5, 8 puis en fin de sa rotation de 300 démasque les orifices O 1, 4, 10. (Voir figure 3, 6) et diagramme (figure 8) ligne 2. La chambre P 1, 2 pleine de gaz brulé s'ouvre sur L 2 échappement. P 2, 3 ouvert en O 4 et L 4 pour sortie fluide. P 3, 4 aspire du fluide par 0 6 et est ouvert en L 5. P 4, 5 est la nouvelle chambre en compression à 7 heures. P 5, 6 a aspiré du fluide par O 9 et est ouvert en L 8 et L 9. P 6, 7 ouvert à l'admission O 10 et a évacué le gaz brulé par L 10 échappement. P 7, 8 a aspiré du gas frais par O 12. P 8, 1 ouvert à l'admission en 0 1 et a la sortie fluide L1 En fin de course, R.I pilote l'allumage à 7 heures. Allumage à 7 heures. La détente propulse P 4 et le rotor P dont le moyeu occulte 0 6, 9, 12 puis en fin de rotation de 30C démasque O 2, 5, 8. Voir figure 4, 7 et diagramme (figure 8) ligne 3. La chambre 1, 2 évacue les gaz brulés en L 2. 2, 3 pleine de gaz frais 3, 4 évacue le fluide usé L 5 4, 5 pleine de gaz brulé 5, 6 évacue fluide usé L 8 6, 7 pleinde fluide frais 7, 8 en compression à 11 heures. 8, 1 pleine de fluide usé En fin de course, R.P pilote l'allumage à 11 heures et l'on se retrouve à la ligne 4 du diagramme. A la ligne 8 de la chambre P 1, 2 se trouve en admission de gaz frais. La séquence suivante nous donne donc P 1, 2 en compression à 11 heures. Nous avons donc accompli une rotation de 120C (entre 3 et 11 heures) des 2 rotors avec 8 temps moteurs (4 par rotor). 360 Pour une rotation complète des deux rotors 360 x 2 = 24 temps moteur que l'on retrouve facilement puisque chacune des huit chambres se présente devant les 3 zones d'allumage. Bien que la présente invention soit décrite pour un mode de réalisation se rapportant à un moteur à allumage par étincelle et où un mélange frais de carburant et d'air est aspiré et comprimé, il est évident qu'elle peut être utilisée avec une injection de carburant. De même, il est évident qu'elle peut être adaptée aussi bien à un moteur du type à allumage par compression comme s'en rendront compte les spécialistes. Les agencements d'étanchéité1 n'étant pas considérés comme essentiels en aucune manière pour la présente invention, peuvent être approchés par des techniques connues et un aménagement des formes des différentes pièces en contact. Notons en passant que les fonctions de balayage, lubrification, refroidissement peuvent être facilement séparées,sans problème particulier à la construction en connectant différemment les entrées et sorties à d'autres installations accessoires. On peut facilement imagier aussi utiliser ces disponibilités pour d'autres réalisations : transfert de volumes d'une ou plusieurs chambres vers une autre pour introduire une suralimentation par exemple. I1 est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui constitue seulement un exemple auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte de la présente invention. REVENDICATIONS 10 - Moteur rotatif à combustion interne qui comprend deux rotors quadripales faisant simultanément et successivement fonction de rotor moteur et de rotor compresseur en entrainant chacun un demi-arbre de sortie. 20 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'admission du gaz frais et des fluides de balayage, lubrification, refroidissement ou autres se fait près du centre, l'éjection du gaz brulé et des autres fluides se fait en périphérie. 30 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que trois zones d'allumage injection sont réservées à la périphérie et sont séparées de 1200. Elles délimitent les chambres de compression. 40 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que chacune des 8 chambres de combustion est limitée par la face moteur d'une pale piston, la face compresseur d'une autre pale piston1 une partie des faces intérieures du cylindre, des fonds paliers et des moyeux. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'au début de chaque rotation de 30 d'un rotor, son moyeu occulte les orifices restés ouverts puis en fin de course en démasque d'autres utiles pour la séquence suivante de l'autre rotor. Les pales piston étant alors comme précédemment centrées entre 2 zones périphériques (compression et lumières d'évacuation). 60 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la fait que la somme de l'arc masqué par une pale piston plus l'arc délimitant une chambre de compression est égale à 300. Le rapport entre ces 2 arcs détermine pratiquement le taux de compression du moteur ou rapport volumétrique par la formule arc pale + 2. R = + 2. arc compression 7" - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que chaque séquence entraine une rotation de 300 d'un rotor, soit 12 temps moteurs pour la rotation complète de chacun des 2 demi-arbres. 24 temps moteurs pour que l'ensemble se retrouve à l'état initial après un tour complet. 24 temps moteurs que l'on retrouve : 8 chambres de combustion passant successivement devant les trois zones d'allumage. 80 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que chaque chambre de combustion bénéficie de deux vacations disponibles pour des fonctions annexes : balayage, refroidissement, lubrification ou autres (suralimentation par exemple). La qualité et l'ordre de ces fonctions devant être fixés à la construction du moteur, il suffit de raccorder judicieusement des entrées et des sorties entre elles ou aux accessoires nécessaires pour permettre ces fonctions. 90 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'allumage et l'injection éventuels sont pilotés par le rotor qui arrive en fin de sa course de 30 10 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on peut faire varier dans des limites étendues les dimensions et la forme des chambres de combustion. Ce qui permet de concevoir des moteurs destinés à des types extrêmement variés de carburants et à des types équipés de systèmes d'allumage et d'alimentation différents.