Brevet FR2626620A1 — publié le 19890804

M O T E U R H Y P O C Y C L O I D A L A D I S T R I B U T I O N R A D I A L E A N I M E D E R O T A T I O N P U R E La présente invention est un perfectionnement au brevet N 853.807 de M. D.Sensaud de Lavaud, ainsi qu'au premier moteur rotatif dit DKM 54 de M. Félix Wankel, et au brevet N 1.328.929 de l'auteur. Comme ces deux pr@mières réalisations, il est constitué de deux rotors, un esterieur et un intérieur, animes obacun d'un mouvement de rotation pure autour drun axe fixe dans l'espace. Le rotor extérieur 1 est constitué d'une hypocycloïde raccourcie à six branches, et le rotor intérieur 2 d'une hypocycloïde raccourcie complémen -taire de la première, à cinq branches. Le cycle à quatre temps "Beau de Rochas" est obtenu en disposant alter -nativement au milieu de chaque face du rotor extérieur une lumière de distribution 3 puis une bougie d'allumage 4 . On obtient ainsi trois lumières de distribution disposées à 120 l'une de l'autre, et trois bougies disposées aussi à 120 l'une de l'autre. Au cours de la rotation, les arêtes 5 du rotor intérieur démasquent en temps voulu la lumière de distribution 3 pour chaque chambre de travail. La détente complète s'effectuant sur 150 C de r@tation du rotor extérieur, il y a une avance à l'ouverture de l'échappement de 30 , et un retard à la fermeture de l'admission de 30 également. Ces 30 correspondent à une AOE et à un RFA de 36 sur un moteur conventionnel alternatif à quatre temps, la détente complète s'effectuant i@i sur 150 de rotor extérieur. La lumière de distribution est commune à l'admission et à l'échappement, et débouche dans un canal cylindrique parallèlle à l'axe de rotation du roter. Les gaz frais viennent dtun coté, les gaz brûlés repartent de l'au- -tre, vers un collecteur d'échappement annulaire 6, en traversant un dis -tributeur 7 qui a pour but de fermer le canal au moment de l'admission. Ce distributeur d'échappement, de forme plate fonctionne a basse pres -sion et sans frottement. Il est constitué d'un disque fixe en rotation, mais libre de suivre les dilatations axiales du roter extérieur, et est plage contre lune des faces latérales de celui-ci, afin de réduire le plus possible le volume des gaz résiduels. Les gaz frais s'écoulent le long de l'autre face latérale du rotor exté -rieur, venant de l'arbre moteur. Ce trajet centrifuge leur procure une énergie cinétique qui peut provoquer une légère suralimentation aux vites -ses élevées. Les trois canaux d'admission 8 perçés dans l'arbre moteur 9 sont isolés de la pipe d'admission 10 par un-distributeur cylindrique bas- -se pression 11, fixe en rotation, qui a pour but d'éviter un retour au carburateur de la bouffée d'échappement aux faibles vitesses. Le couple moteur est recuelli par le rotor extérieur ; lorsque la cham- -bre est fermée, la résultante de la pression exercée sur le rotor intérieur passe par son axe. Il ne reçoit donc aucun couple venant de la comp -ression ou de la détente des gaz. bn revanche, les résultantes des pres -sions exercées sur chaque face du rotor extérieur varient à tout moment au cours de la rotation. C'est donc le rotor extérieur qui est prolongé par l'arbre moteur. Il y a trois impulsions motrices par tour d'arbre moteur, comme dans le cas des moteurs alternatifs a six cylindres en ligne i quatre temps. Le courant électrique à haute tension d'allumage est transmis sans contact aux bougies par une borne fixe en aro de cercle 12, isolée et fixée W l'intérieur de l'enveloppe cylindrique qui enferme le moteur. Cette borne est située au voisinage du point de volume minimum des chambres de travail, et se prolonge en arrière de ce point de la valeur qui correspond a l'avance à l'allumage. Les chambres de combustion sont creusées dans les faces du rotor inté- -rieur, et occupent un volume pratiquement égal à celui du volume minimum théorique. Leur forme concave, et l'absence de séparation en leur milieu, comme c'est le cas sur les moteurs épicycloïdaux 2-3, jointes à un mouve -ment d'avancement de la bougie au voisinage du volume minimum, facilitent une bonne propagation de la flamme. Le profil hypocycloïdal 6-5, et la position de la lumière de distribu -tion au milieu des faces du rotor extérieur, font qu'iln'y a pas de râcla -ge d'éventuels imbrûlés vers l'échappement : ceux-ci sont recyclés vers la combustion suivante. Les rainures radiales des pointes 5 du rotor intérieur reçoivent une barrette d'étanchéité et un clapet automatique 13* la barrette présente à sa partie extérieure un arrondi qui se raccorde i deux pentes, corespon- -dant à la forme du rotor extérieur. Le corps de la barrette doit ohliga- -toirement être plus large que le diamètre de l'arrondi pour assurer une étanchéité autoclave, La pression de la chambre, introduite par le clapet automatique 13 dans le volume situé sous la barrette au fond de la rainure, renforce l'action du ressort à lame et de la force centrifuge. Le clapet automatique est constitué d'un disque légèrement moins larg-e que la rainure et traversé par une tige cylindrique munie d'évidements 14 à sa périphérie, de manière à laisser passer les gaz dans l'alésage où cette tige est plaçée. Ces trous, d'axe perpandiculaire à celui de la rai- -nure, débouchent dans les chambres de travail. Dès que la pression aug- -mente sur une face du rotor, le clapet vient s'appuyer contre la paroi opposée de la rainure. Le fonctionnement de ce clapet est facilité par le fait que, contrairement a ce qui se passe dans les moteurs Wankel, il n'y- a pas de point d'équilibre de la pression entre deux chambres voisines chaque chambre fermée du moteur décrit ici est entourée de daux chambres cuvertes. Pour une meilleure efficacité, il ya lieu de ne faire porter le olapet que sur une ligne de faible largeur à son plus grand diamètre. Le rotor extérieur est refroidi å l'air. 9es ailettes périphériques profondes permettent a la fois une grande rigidité pour résister aux vi- tes ses très élevées que ce moteur peut atteindre, sans toutefois offrir un effort résistant à l'air de refroidissement. Le rotor intérieur est refroidi par oirculation d'un liquide caloporteur. Le fait qu'il soit animé de rotation pure permet de remplir complètement de liquide, et d'assurer facilement l'étanchéité par un seul joint, plaçé a proximité de 11 excentrique fixe 15. Le refroidissement liquide du rotor intérieur permet d'éviter l'encrassement des éléments d'étanchéité aux gaz par des résidus de combustion, et garantit une longue utilisation du moteur dans les circonstances les plus sévères. la fabrication du roter extérieur est facilitée par l'emploi de maohi- -nes-outil classiques (tour, rectifieuse cylindrique et fraiseuse) grâce b l'assemblage de secteurs circulaires et de clavettes plates, comme les lonçailles d'un tonneau. Il est en effet possible de combiner le rayon de courbure des faces du rotor extérieur avec la largeur de la clavette 16 d'assemblage et le rayon de tête de la barrette de roter intérieur, pour approcher suffisemment l'hypocycloïde théorique.Il suffit d'un seul rayon de courbure pour la face du rotor extérieur, et d'un seul rayon au sommet de la barrette. On peut ainsi usiner des cylindres d'alliage d'aluminium, les revêtir d'un matériau résistant à l'usure, et les rectifier avant de les découper en secteurs pour former l'hypocycloïde approchée. Omette dernière opération est faite au tour, grâce a un montage d'usinage Le roter intérieur est taillé dans la masse, ou obtenu par fonderie. Il est monté en porte ê faux sur l'axe excentré immobile, et comporte, à sa gauche sur le dessin un bouchon-pompe à huile ou liquide caloporteur. Le distributeur d'échappement est un disque emprisonné par le rotor extérieur, et claveté sur le collecteur d'échappement annulaire fixe 6. Il est monte flottant et peut se déplacer latéralement ou osciller légèrement pour suivre les déformations du rotors Il est ajouré sur une demi-circonférence pour laisser @asser les gaz brûlés pendant un demi -tour, et interdire le passage direct des gaz frais vers le collecteur d'échappement lors du demi-tour suivant. Le distributêur d'admission est un cylindre flottant sur I 'arbre motueur, immobilisé en rotation, et débouchant sur une partie de sa circon -férence sur la pipe d'admission. Contrairement aux moteurs Sensaud de Lavaud et Wankel, ce moteur rotatif ne comporte pas d'engrenages de liaison entre les deux rotors. R E V E N D I C A T I O N S l@Moteur rotatif hypocycloïdal de rapport 6-5 animé de rotation pure caractérisé par un rotor extérieur à six lobes alternativement ouverts et fermés, chaque lobe fermé présentant en son milieu une bougie deal- -lumage et chaque lobe ouvert présentant on son milieu une lumière de distribution débouchant dans un canal parallèlle à 1 llaxe dudit rotor extérieur ; ce canal aboutissant d'un côté à un distributeur d'échap -pement, et de l'autre a une tubulure d'admission radiale, plaçée dans la face du rotor extérieur qui se prolonge par l'arbre moteur. 2.Moteur rotatif selon la revendication 1, caractérisé par un distributeur d'échappement constitué d'un secteur demi-circulaire plat emprisonné dans une face du rotor extérieur et imm@bilisé en rotation. 3.Moteur rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un distri -buteur d'admission constitué d'un moyeu cylindrique communiquant avec la tubulure d'admission sur une partie de sa circonférence, de façon à faire passer les gaz frais au moment voulu dans les canaux d'admission perds dans l'arbre moteur, et à obturer ces canaux lors de l'échappe- -ment. 4.Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un rotor intérieur a cinq branches dont les rainures radiales, prévues pour loger une barrette radiale d'étanchéité aux gaz, sont munies d'un clapet automatique se déplaçant la téralement sous l'effet de la pression de la chambre de travail, de façon a introduire sous ladite barrette d'étanchéité radiale la pression de la chambre, et obtenir ainsi une étanchéité autoclave. R E V E N D I C A T I O N S (S U I T E ) 5.Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un rotor extérieur refroidi par air, et constitué de secteurs cylindriques assemblés au moyen de clavettes comme les lon -çailles d'un tonneau, le rayon de ces secteurs étant choisi, avec celui des barrettes radiales d'étanchéité du rotor intérieur, de fa- -çon à approcher l'hypocycloïde théorique et à permettre une synchro@ -nisation du monvement des deux rotors sans l'utilisation d'engrena -ges. 6.Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un roter intérieur animé de rotation pure et complète- -ment rempli d'un liquide de refroidissement en circulation, l'étan- -chéité à ce liquide étant réalisée par une seule garniture mécanique conventionnelle plaçée du côté de l'excentrique fixe.