Brevet FR2633977A1 — publié le 19900112

Description. Moteur alternatif i deux tempssans ambiella6e, pistons opposés solidaires et unicité de maneton. Le moteur ici présenté est un moteur A combustion interne agissant sous le principe de mélange gazeux dont l'allumage détermine la poussée de pistons Il se rallie aux systèmes dont le but est de transformer un mouvement reçtiligne en mouvement rotatif. La conception de ce nouveau type est basée sur le fait que les deux pistons qui en constituent la partie moteur se font directement face,que la pulsion de l'un améne la compression de l'autre. Le mécanisme comprend une armature dont les extrémités latérales sont maintenues sur les pistons par un axe comme sont fixées les têtes de bielle,par exemple. Le centre de l'armature, égale distance des pistons,est agencé d'une découpure oblongue de haut en bas.Cette découpe offre le dessin de deux circonférences de rayon 20 m/m et distantes de centre à centre d'une longueur de 70 m/m Cette découpe sera le chemin de roulement que viendra parcourir le maneton unique d'un vilebrequin.L'axe du vilebrequin sera à 35 m/m du centre du maneton,ce qui nous donnera pour une rotation de I800 un déplacement latéral de chaque piston de 70 m/m La forme définitive de la découpe va résulter de la synchronisation du mouvement du maneton avec celui du piston. Dans un système à bielle nous observons que le mouvement latéral du piston n'est pas synchronisé avec le mouvement rotatif du maneton,ainsi,au départ,ce dernier freine la course du piston, alors qu'à mi-eourse,au contraire,le mouvement rotatif prend le pas sur celui du piston. POur bien comprendre examinons le graphique. Soit une circonférence de rayon 55 m/m,représentant le parcours extérieur du naneton;le piston est au point mort haut et le maneton est au milieu de la découpe. Divisons le quart de cercle qui se situe en bas et à droite en sept parties égales,soit,en ce qui concerne la circonférence en question,par sept cordes soutendant des arcs égaux,d'environ 122/10e de millimètrede même partageons latéralement la droite située dans l'axe de la circonférence initiale à partir du point de contact droit du invention avec la dUcoupe,en sept parties égales de 5 m/m de largeur. Nous constatens:pour chaque parcours latéral du piston de 5m/m. le maneton se déplace de cent vingt-deux dixième de m/m. Sur le premier point(prenpns tour point de contact du maneton chaque point de séparation sur la circonférence),nous voyons que, par projection,le déplacement circulaire n'est latéralement que de quinze dixième de m/m. au lieu de 5m/m.,soit un retard de trente cinq dixième de M/m. sur la course du piston. Dans le sens vertical,nous nous éloignons de cent vingt-cinq dixième de m/m. du point de @épart.pour-auivons le raisonnement: A 10m/m. du point de départ,nous avons cette fois un retard de quarante cinq dixième de m/m. par rapport à la course iu piston. Verticalement nous sommes à deux cent trente cinq dixième de a/a. Au point 5 par contre nous avons une avance de 5/10e de m/m. à quatre cent trente dixième du point initial à la verticale. Si nous retardons(ou avançons)l'impact de la découpe avec le maneton,dans la mesure indiquée par chaque point,si nous mettons graphiquement ces points en abscisses et en ordonnées par rapport à une ligne verticale Y, et à une ligne horizontale X qui se croisent au point initial,nous obtenons une figure(en joignant tous les points par une ligne continue courbe)déterminée par les points : ordonnées:1: 0, 2: 35/10e,3: 45/10e,4: 32,5/10e,5: @-5/10e 6: -60/10e,7: -125/10e,8: - @00/10e. abscisses:1: 0,2 :-125/10e,3: -235/10e, 4: -340/10e,5: -430/10e, 6: -475/10e,7: -535/10e, 8: -550/10e. Cette figure ainsi obtenue sera l'image du parcours du maneton dont le mouvement sera en harmonie avec celui du piston. Cette image inversée à gauche préfigure le parcours ascendant du maneton dans les mêmes règles de synchronisation. Il en sera de même pour la partie supérieure de l'armature,ce qui donne une forme diterminante pour un Juste fonctionnement. L'harmonisation des mouvements armature-piston s'exerce dans la partie descendante.la poussée du piston se limitant au premier quart de tour,il conviendra de prévoir un volant qui,par récupé- ration d'énergie,peraettra de pousser à fond la rotation. Mais,malgré tout,le piston dans son élan,et libre de toute contrainte,aura une vitesse supérieure à celle que le volant transmettdonc une perte de contact s'ensuit entre le maneton et son chemin de roulement. Pour Y pallier et rendre solidaires piston et vilebrequin,il faut prévoir un élément qui,partie intégrante de l'armature, agira sur le maneton(2) pour accompagner celui-ci dans la partie ascendahte;ce rôle est dévolu à une came(5) évoluant autour d'un axe(I5)pris en aval de l'armature(I)et dont la forme permettra de "coller"au maneton(2)grâce à un-e rampe(6)amEnagée dans le cartermoteur,sur laquelle glissera la partie excentrée de la came(5). (Pour le positionnement de l'axe(I5) et les dimensions et formes de la came(5) voir la figure 2.) Le chemin de roulement est constitué d'une pièce dont l'épaisseur répondant à la largeur du maneton laisse apparaître un évidement(9) dans les parties bas-gauche et haut-droite pour le logement de la came.L'épaisseur de cette dernière sera de I2m/m ce qui laisse,de part et d'autre une largeur de 9m/m soit en tout I8m/m de largeur de roulement,le maneton accusant une largeur de 30m/m. L'ensemble de la structure sera constitué de deux éléments symétriques raccordés par un boulonnage(7) aux deux extrémités verticales pour permettre le montage du moteur vilebrequin étant censé constitué d'une seule pièce. La conformation dtun ensemble sans bielle,donc sans lien vilebrequin-piston,pourrait faire craindre une inclinaison de l'appareil autour de l'axe virtuel passant par les pistons. Il serait séant pour éviter cet inconvénient de prévoir une glissière(IO) prise dans le carter pour canaliser le mouvement. Pour assouplir l'effet de la came on peut envisager une rampe articulée côté piston et munie côté découpe d'un ressort soustendant la rampe et maintenue par un boulon réglable. Principe de fonctionnement. La formule ci-dessus impliquant deux explosions alternées restreint le champ d'application des procédés connus.Nous sommes ramenés à la solution d'un moteur à deux temps qui gait succéder à la période compreasion-explosion celle d'échappement-admiRsion. Il faut envisager la présence d'une lumière(13)pour l'évacuation des gaz brulés à mi-course du piston.De même on sera amené à aménager une arrivée d'air frais par une ouverture d'admission(I4t. Alimentation. Dans le moteur traditinnel à deux temps l'apport de gaz frais se fait grâce à la dépression consécutive à la remontée du piston.Ici les deux pistons allant dans le même sens il n'y a ni compression ni dépression dans le carter-moteur pour provoquer l'admission,aussi il y# a lieu de compenser ce défaut en prévoyant une turbine(8) au croisement des tubulures d'admission (@2) qui facilitera l'afflux de gaz nécessaire à la combustion. Deux possibilitrés s'offrent: soit,par un controle de l'effet de la turbine,on pocède à l'admission d'un mélange gazeux a partir d'un carburateur,soit par l'implantation d'un systeme @ injection@la turbine se limitant @ amener de l'air frais dans le cylandre. La turbine alimentant les deux cylindres,l'obturation d'une lumière coîncide avec la liberation de l'autre.(On prevoit la position de chaque lumiere à moitie cylindre). @insi la turbine aura une fonction continue. @llumage : Dans certains moteurs plats l'allumage et le graissage sont liés à la présence d'un arbre à came qui,en plus,permet à la pompe à essence de fonctioner. Si nous envisageons cette éventual#ité pour l'allumage,nous p uvons opter pour un rupteur avec bobine à double sort@e(une pour chaque bougie ),les étincelles simultanées remplissant leur fonction une sur deux. Dans ce cas les roues dentées qui transmettent le mouvement à l'arbre à came auront un même rayon,un tour de moteur équivaut à un tour d'arbre à came,ce qui donil une étincelle à chaque demi-tour, pour un allumeur à deux bossages. Cet arbre pourra également entrainer à l'autre extrémite une pompe à huile rotative.Une came est prévue sur l'arbre pour mouvoir la pompe à essence. Un circuit intégre dans le carter distribuera l'huile dans les organes concernés et permettra d'assurer la lubrification sur le pourtour interne de l'armature ainsi que la came-relais. Refroidissement : Le refroidissement par air parait @ieux convenir,grâce à des ailettes faisant corps avec le carter-moteur, ainsi qu'avec les culasses.On peut admettre la présence d'un radiateur branché sur le circuit d'huile et rerr idl par un ventilateur fixé en tête de l'axe du vilebrequin. Il n'est pas exclu d'envisager le mouvement de la turbine ou celui de la pompe à ess@nce par un moteur électrique. Revendications. I) Moteur à deux temps, combustion interne,sans embiellage, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une armature (I) pourvue en son centre d'une découpe (4) servant de chemin de roulement au maneton (2) du vilebrequitl. 2) Moteur selon la revendication I caractérisé en ce qu'il présente deux pistons (j) se déplaçant dans le même sens. 3) Moteur selon la revendicatioii I caractérisé en ce que la découpe (4) est de forme oblongue. 4) Moteur selon larevendication I caractérisé en ce qu'un seul maneton (2) unique pour les deux pistons entraine le vilebrequin. 5) Moteur selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une turbine est prévue (8) pour l'apport d'air frais. 6) Moteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que des lumières d'admission et d'évacuatioii (air frais et gaz brulés) sont envisagées pour chaque cylindre. 7) Moteur selon la revendication I caractérisé en ce qu'une came (5) solidaire de l'armature (î) poursuit lteffet de poussée de la découpe (4) en accompagnant le maneton (2) dans la suite du mouvement.