Brevet FR2625531A1 — publié le 19890707

Tous les moteurs à combustion interne ont une structure de fabrication qui fige, dans un agencement mécanique monobloc rigide, l'implantation technologique de leurs cylindres et vilebrequins. En conséquence, le coulissement d'un piston dans un cylindre et la rotation d'un vilebrequin passent, obligatoirement, par l'intermédiaire de l'articulation, à deux rotules, d'une bielle. Cette conception de translation d'un mouvement linéaire en mouvement circulaire, et inversement, induit une perte de performance du couple moteur recherché, et engendre de multiples inconvénients techniques, tels que l'usure constatée d'ovalisation des cylindres et des segments de pistons. L'objet de laprésente invention consiste à éliminer ces bielles intermediai- res, en créant une articulation mécanique autonome de chaque cylindre (1) autour d'un arbre (3), et en couplant directement piston (5) et maneton (6) de coude (7) de vilebrequin (4) associés, à l'aide d'un arbre (8), pouvant coulisser dans une bague (9) interposée, centrée au bas du cylindre et solidaire de celui-ci. L'arbre (3) - ou autant d'arbres (3) que nécessaires si les cylindres ne sont montés en ligne - et l'arbre (4) de rotation du vilebrequin sont portés par des paliers solidaires du bloc-moteur, de sorte que leurs axes de centrage (10) et (11) soient parallèles. Chaque cylindre (1) possède sa propre culasse (2), équipée de dispositifs classiques d'admission et d'échappement des gaz, d'allumage, de lubrification, de refroidissement. Selon une forme de réalisation préférentielle, l'arbre (3) est imbriqué dans la culasse (2). Selon une variante, l'arbre (3) peut etre déporté sur un flanc du cylindre (1). L'on voit, alors, que, lorsque le piston (5) est à son Point Fiort Haut (FIG.1), son coude (7) de vilebrequin est au plus près de la bague de centrage (9), et l'axe longitudinal du cylindre se confond avec l'axe du piston (5) et l'axe de l'arbre (8). Lorsque le piston entas et poursuit sa descente vers son Point Mort Bas, ou lorsque le vilebrequin est entrainé dans un mouvement de rotation de O à 180 de grés, supposé dans le sens des aiguilles d'une montre sur la Etc.2, l'arbre (8), coulissant dans la bague (9), impose au cylindre (1) un pivotement latéral,^astour de son arbre (3), d'un angle variable en fonction des relations trigonométriques, dépendantes du couplage mécanique strict pistonXmaneton de vilebrequin du moment. Lorsque le piston atteint son Point Mort Bas (FIC.3), son coude (7) de vilebrequin est au plus loin de la bague de centrage (9), et l'axe longitudinal du cylindre se confond, à nouveau, avec l'axe du piston (5) et l'axe de l'arbre (8). Lorsque le piston entame et poursuit sa remontée vers son Point hort Haut, ou lorsque le vilebrequin est entrainé dans un mouvement de rotation de 180 à 360 degrés, toujours supposé dans le sens des aiguilles d'une montre sur la FIG.4, l'arbre (8), coulissant dans la bague (9), impose au cylindre (1) un pivotement latéral, opposé au précédent, autour de son arbre (3), d'un angle variable en fonction des relations trigonométriques dépendantes du couplage mécanique strict piston/maneton de vilebrequin du moment. Lorsque le piston retrouve sa position de ?oint mort Haut (FIG.1), le cycle des mouvements décrits ci-dessus se reproduit, chacun d'eux pouvant avoir des fonctions d'aspiration, de compression, d'explosion et d'échappement des gaz de combustion moteurs. L'attelage direct piston/maneton de vilebrequin ainsi conçu, avec guidage d'une bague intermédiaire (9) entre ces deux organes et sans bielle de translation d'un mouvement linéaire en mouvement circulaire, développe un couple maximum moteur, quelques soient les positions relatives, dans le temps d'un cycle, de leur équation trigonométrique. Des ailettes (13), judicieusement appliquées contre les parois extérieures du cylindre (1) favorisent, par turbulence d'air, son refroidissement dans le mouvement de pivotement alternatif qui lui est imposé en cours de fonctionnement. Une jupe (15j, moulée en forme de soufflets d'accordéon dans un matériau extensible résistant à la chaleur, lie, hermétiquement, le bas du cylindre (1) au carter (14) d'huile du moteur. Cette jupe (15) contribue, d'une part, à enfermer, entre ces deux organes (1) et (14), le volume et la mouvance de l'huile utilisée, d'autre part, à amortir, par son élasticité à la compression dans un sens de pivotement du cylindre et à sa résistance à la traction dans le sens opposé, les vibrations engendrées par le pivotement alternatif du cylindre. Des lumières (12), ouvertes au bas du cylindre (1), permettent une libre circulation d'huile de lubrification des organes en mouvement, et le retour, au carter (14), de l'huile raclée par les segments du piston (5). Le dispositif selon l'invention est particulièrement déstiné aux engins utilisant des moteurs à combustion interne. REVENDICATIONS 1) Dispositif de moteur à combustion interne caractérisé en ce que chacun de cylindres (1) peut s'articuler latéralement, indépendamment des autres, autour d'un arbre (3) - ou autant d'arbres (3) que nécessaires si les cylindres ne sont pas montés en ligne - porté par des paliers solidaires du bloc-moteur. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le vilebrequin (4) est porté par des paliers solidaires du bloc-moteur, de sorte que son axe de rotation (11) soit parallèle à l'axe - ou aux axes - (10) de l'arbre - ou des arbres (3 > de pivotement de cylindres. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque piston (5j est directement couplé à son maneton (6) de coude (7) de vilebrequin (4), sans bielle intermédiaire, à l'aide d'un arbre (8), pouvant coulisser dans une bague (9) interposée, centrée au bas du cylindre (1) et solidaire de celui-ci. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque cylindre (1) possède sa propre culasse (2), équipée de dispositifs classiques d'admission et d'échappement des gaz, d'alluvage, de lubrification, de refroidissement, dans laquelle l'axe (D) peut trouver une imbrication de rotation, à moins que celle-ci ne soit déportée sur un flanc du cylindre. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que tout mouvement linéaire longitudinal du piston (5) à l'intérieur du cylindre (1) force, par l'intermédiaire de l'arbre (8) coulissant dans la bague (9), la rotation du vilebrequin (4), en imposant un pivotement latéral du cylin dr (1) autour de son arbre (3), d'un angle variable en fonction des relations trigonoiétriques du couplage mécanique strict piston/maneton de vilebrequin du moment. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que tout mouvement de rotation du vilebrequin (4) force, par l'intermédiaire de l'arbre (8), coulissant dans la bague (9), un mouvement de translation linéaire longitudinal du piston (5) à l'intérieur du cylindre (1), en imposant un pivotement latéral de ce dernier autour de son arbre (3), d'un angle variable on fonction des relations trigonométriques du couplage mécanique strict piston/ maneton de vilebrequin du moment. 7) Distositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des ailettes (13) favorisent, par turbulence d'air, au niveau des parois extérieures du cylindre, son refroidissement dans le mouvement de pivotement alternatif qui lui est imposé au cours de son fonctionnement. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que une jupe (15), moulée en forme de soufflets d'accordéon dans un matériau extensible résistant à la chaleur, lie, hermétiquement, le bas du cylindre (1) au carter (14) d'huile du moteur, cette jupe (15) contribuant, d'une part, à enfermer, entre ces deux organes (1) et (14), le volume et la mouvance de l'huile utilisée, d'autre part, à amortir, par son élasticité à la compression dans un sens de pivotement du cylindre et à sa résistance à la traction dans le sens opposé, les vibrations engendrées par le pivotement alternatif du cylindre. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des lumières (12), ouvertes au bas du cylindre (1), permettent une libre circulation de lubrification des organes en mouvement, et le retour, au carter (14) de l'huile raclée par les segments du piston (5).