Brevet FR2673979A1 — publié le 19920918

La présente invention concerne une machine thermodynamique dans laquelle un gaz subit des variations de pression de volume et de température, pour réaliser une transformation d'énergie calorifique en énergie mécanique (fonctionnement en moteur), ou l'inverse (fonctionnement en pompe à chaleur ou machine frigoriFique). L'invention est notamment applicable à la réalisation de moteurs à combustion ou chauffage externe. Les moteurs à combustion interne présentent l'inconvénient que les conditions de la combustion sont très restrictives relativement à la nature du combustible utilise, à l'excès d'air alloué à la combustion, au temps dont dispose la combustion pour s'effectuer, a la pression sous laquelle la combustion doit se dérouler, etc.Il en résulte en particulier deux caté 6cries de problèmes pratiques : 1) le combustible, presque toujours liquide dans les applications mobiles, doit répondre à des spécifications très particulières, notamment d'indice d'octane ou de cétène, ce qui fait que son choix est très limité; 2) les gaz de combustion rejetés à l'atmosphère contiennent des imbrulés tels que hydrocarbures, oxyde de carbone, et des produits nocifs tels que oxydes d'azote, composés du plomb, etc., dont l'ensemble constitue une des pollutions les plus nocives et les plus massives dont on ait à souffrir de nos Jours dans les pays économiquement évolués. Les moteurs à combustion externe permettent d'éviter ces inconvénients par le fait que la combustion ne se déroule pas dans le sein du fluide dont l'évolution produit l'énergie mécanique utile, mais en est complètement disjointe. De la sorte, la combustion est continue, au lieu d'être constituée par une succession de combustions qui ne disposent que de quelques millisecondes pour s'accomplir, et elle peut être conduite avec tout l'excès d'air et toutes les autres précaution désirables pour que la combustion soit complète, "propre", non polluante. Moyennant un éventuel changement du seul Wruleur, il est possible d'obtenir ce résultat avec des combustibles très variés.Il est même possible de réaliser l'apport de chaleur non pas par une combustion, mais a partir d'autres sources telles que décompositions radioactives, accumulateurs de chaleur à sels fondus ou autres rayonnement solaire, etc. Les seuls moteurs à combustion externe qui soient parvenus au stade industriel utilisent le cycle de Stirling. Tous les avantages de la combus t5 externe qui viennent d'être énumérés ont bien été vérifiés sur eux. Malgré celat ils ne parviennent pas à s'imposer dans les applications de grande diffusion, comme l'automobile, car, pour donner des puissances spéci fiques valables, on est oblige d'utiliser l'hydrogène en circuit fermé et sous haute pression comme fluide moteur, et ainsi, les éléments constitutifs deviennent compliqués et délicats, donc beaucoup trop coûteux à l'achat et à 1' entretien. Un moteur a combustion externe réalisé conformément à la présente invention ne présente pas ces inconvénients du moteur Stirling. ta machine thermodynamique selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend une chambre à volume cycliquement variable dans laquelle débouchent quatre conduits de liaison. Elle comprend également un échangeur de chaleur communiquant avec une source chaude, (cas du moteur), et relié à la chambre par deux des conduits, de façon à pouvoir échauffer le fluide qui circule dans le conduit de liaison. La machine comporte enfin des organes d'isolation, sur tous les conduits de liaison, pour pouvoir isoler entre elles, à certains moments du cycle thermodynamique, la chambre, l'entrée et la sortie de l'échangeur, et l'atmosphère ambiante.Dans le cas de la machine frigorifique, l'échangeur est relié å un source "froide" (à la température ambiante par exemple). La machine selon l'invention sera décrite plus en détail en se référant aux figures annexées. La figure 1 schématise un cylindre de moteur qui fonctionne conformément à l'invention. La figure 2 décrit le diagramme en coordonnées pression (ordonnées) volume (abcisses) du cycle décrit par le fluide-moteur dans un tel moteur. La figure 3 décrit les variations de ce cycle selon la température d'admission du fluide-moteur extrait de la chau diète à air, lesquelles variations correspondent à des variations de la puissance du moteur. La figure 4 indique les circulations de l'air-moteur et de l'air comburant, dans le cas où selon l'invention, l'air-moteur d'échap perlent est recyclé comme air-comburant.Les figures 5, s et 7 représentent Ü elle de réalisation de moteur selon l'invention. Sur la figure 1, la chambre de volume cycliquement variable est schématisée par un cylindre G dans lequel se meut un piston 7 attelé au vilebrequin S par la bielle 8. Les organes d'isolation qui permettent de diriger convenablement le fluide en évolution situé en 10, entre le piston et la culasse, sont schématisés par des soupapes et clapets à siège conique, notés 1, 2, 3, 4 et 5, le sommet du cône étant dirigé comme indiqué sur la figure 1 t dans le sens où se trouve la pression la plus faible, mais ces organes d' d'isolation peuvent être quelconques : boisseaux tournants, tircirs coulissants, etc., sans du tout sortir du cadre de l'invention. Nous ne parlerons que de soupapes dans la suite, pour simplifier la description. Quatre de ces soupapes sont commandées par les cames 11, 12, 13 et 14, disposées sur un arbre à cames unique 15, comme sur la figure 1, ou sur plusieurs arbres à cames. Ce ou ces arbres a cames sont entraînés à une vitesse de rotation moitié de celle du vilebrequin 9 par un dispositif quelconque, celui indiqué sur la figure 1 schématisant une chaîne 16 passant su les pignons 17 et 18, 17 ayant deux fois plus de dents que 18. Immédia- tement derrière la soupape 4 se trouve le clapet 5, qui n'est pas commandé par les cames, mais qui, la soupape 4 étant ouverte, s'ouvre dès que la pression est suffisante sur sa face tournée du coté du cylindre.Cette soupape 4 n'a pour rôle que de protéger le clapet 5 et d'améliorer, si cela étant nécessaire, la précision de son point de fermeture en fin de compression. Elle pourrait donc être supprimée sans sortir du cadre de l'invention. C'est pourquoi elle est représentée en pointillé sur la figure 1. La soupape 1 permet l'admission de fluide moteur (en général l'air) dans le cylindre par l'intermédiaire du conduit 19. La soupape 2 permet l'échappement du fluide moteur par l'intermédiaire du conduit 20 après que ce fluide eut terminé son cycle thermodynamique dans le moteur. L'échappement peut être rejeté directement à l'atmosphère, mais peut aussi être réutilisé comme il sera expliqué plus loin. Cette réutilisation éventuelle est une revendication de l'invention. La soupape 3 permet l'admission dans le cylindre, par l'intermédiaire du conduit 212 de fluide moteur qui vient d'être réchauffé dans l'échangeur de chaleur Ec. La soupape 4, qui n'est que facultative, permet au fluide moteur compris dans le cylindre d'accéder au clapet 5. Le clapet 5 permet au fluide moteur refoulé par le piston 7 de pénétrer dans l'échangeur Ec par l'intermédiaire du conduit 22 dès que sa pression est suffisante pour l'ouvrir. Les ressorts du clapet 5 et de la soupape 3 sont construits et reglés de telle manière qu'une pression à l'intérieur du cylindre qui arrive à ouvrir le clapet 5 ne puisse pas encore ouvrir la soupape 3. Entre les conduits 21 et 22 se trouve placé le conduit 23, pour sa plus grande partie à l'intérieur de l'échangeur Ec, qui forme la surface d'échange avec la source extérieure de chaleur (cas moteur) ou de froid (cas de la machina frigorifique). Il pourra prendre toutes les formes propices à un bon échange thermique @ tube spiralé, volumes munis d'ailettes extérieures et/ou Intérieures, et. Le support qui fournit (absorbe) la chaleur (gaz, liquide ou rayonnement) est symbolisé par la ligne ondulée 26. les cames 11, 12, 13 et 14 ont un profil qui permet d'ouvrir la soupape qu'elles commandent une fois par tour d'arbre à cames. Comme ce dernier tourne moitié moins vite que l'arbre moteur 9, les cames ne reviennent à leur position de départ que tous les deux tours de l'arbre moteur. En deux tours, le piston aura fait quatre courses entre le pont mort haut (PMH) et le point mort bas (PMB), chaque course voyant s'exécuter une certaine partie du cycle thermodynamique. Il est commode de dire de ce fait, comme pour les moteurs conventionnels à combustion interne, que le cycle de la machine selon l'invention est à "quatre temps". Pour décrire le cycle, nous nous référerons à la figure 1 pour décrire le fonctionnement des organes de la machine, et a la fIgure 2 pour représenter sur un diagramme pression-volume (p-v) l'évolution qui en résulte pour le fluide moteur. Nous nous placerons dans le cas du moteur, le fluide étant l'air. - Partant du PMH, le piston 7 commence à descendre, la soupape 1 étant ouverte, 2, 3 > t et 5 étant fermées. Le piston aspire de l'air extérieur par le conduit d'admission 19, jusqu'à ce qu'il parvienne au PMB. Ce premier temps est représenté sur le diagramme de la figure 2 par l'horizontale AB dt l'ordonnée est la pression atmosphérique.On sait qu'en réalité, il se produira une légère dépression responsable d'un travail négatif, mais nous la négligerons pour maintenir cette description sur sur le plan du principe théorique de cette machine, les correctifs pratiques, à prendre en compte dans Ün examen plus détaillé, étant évidents pour l'"home de l'art". Pour cette même raison, quand nous dirons que les compressions et détentes sont adiabatiques, l'homme de l'art saura qu'en pratique elles seront polytro- piques. - Au PMB, 1 est fermée, 2 et 3 restent fermées et 1 (si cette soupape facul- tative est présente) est ouverte. Lors de sa remontée, le piston comprime de façon adiabatique l'alr du cylindre, jusqu'à ce que la pression devienne suffisante pour ouvrir le clapet 5t après quoi la fin de la course est utilisée pour introduire dans l'échangeur Ec par l'intermédiaire du conduit 22, l'air comprimé par le piston. Ce deuxième temps est représenté sur le diagramme par l'arc adiabatique BC jusqu'à l'ouverture du clapet 5, suivi de l'arc CD jusqu'en fin de course.Comme la masse de la bouffée d'air intro duite après 7'ouverture du clapet 5 n'est pas prépondérante par rapport à la masse d'air présente dans le conduit 23 de l'échangeur, l'augmentation de pression le long de CD sera faible. - Au PMH du début d deuxième tour de l'arbre moteur, la soupape 3 est ouverte par l'action de sa came, 1, 2 et 4 (si cette soupape facultative est presente) étant alors fermées. De l'air chauffé dans l'échangeur Ec parvient dans le cylindre à une pressIon égale à celle du point D du diagramme (car la pression est forcément la même aux deux extrêmités du conduit 23 formant surface intérieure de l'échangeur Ec), et repousse le piston 7 jusqu'à un certain niveau noté y' du cylindre . A ce moment la soupape 3 se referme, et la détente du fluide admis se poursuit de façon adiabatique jusqu'au PMB. Il est Important de noter que la dose d'air extraite de l'échangeur Ec et admise dans le cylindre le long de DE, n'est pas physiquement la même que la bouffée qui venait d'être introduite dans Ec au temps précédent à travers le clapet =, le long de CD . C'est pourquoi au point D coïncident en fait le point Dit fin du trajet CDI de l'air introduit ; et le point De, début du trajet de l'air extrait. L'évolution de l'air introduit BCDi est représentée en traits pleins, celle de l'air extrait DeEFB en traits interrompus. La dose extraite résulte d'introductions qui ont été faites un certain nombre de tours-moteur auparavant, et qui a donc pu prendre le temps de s'échauffer en défilant le long de la surface interne de l'échangeur Ec.Ce séjour de l'air-moteur dans l'échangeur Ec entre les deux temps du cycle est une caractéristique essentielle de l'invention, car il permet l'emploi d'échangeurs de chaleur mettant en oeuvre des technologies classiques et d'efficacité éprouvée. Toutefois, en régime établi, la masse en grammes de la bouffée introduite par le clapet ; doit être égale à la masse extraite par la soupape 3 au temps suivant. Pour la moyenne, cela est évident, puisque le fluide-moteur circule en circuit fermé de l'admission 19 à l'échappement 20, sans aucune communication avec l'extérieur. Mais on peut montrer de plus que cette continuité du débIt-masse est assurée automatiquement et de façon stable par le moment de l'ouverture du clapet 5, le point d'ouverture de ce clapet (donc la pression au point C), étant une fonction bien définie de la température du fruide-moteur qui sort de la chaudière Ec, et du point de fermeture de la soupape Sur le diagramme, ce troisième temps est représenté par l'arc DeE, jusqu'à la fermeture de la soupape 3, E étant sensiblement à la même pression que C, suivi de l'adiabatique EF après cette fermeture. - Au PMB du deuxième tour, la soupape 2 est ouverte, toutes les autres étant fermées. Le piston 7 , en remontant, expulse l'air moteur détendu, dans le cas le plus simple, à l'atmosphère ambiante. Sur le diagramme, l'ouverture de la soupape 2 se traduit par la chute de pression isochore FB suivie du balayage d'échappement BA, qui ferme le cycle. Il ressort de cette description des quatre "temps" du cycle, que pour modifier le travail par cycle il faut agir sur la position du point E du diagramme. Un des moyens d'y parvenir consiste à modifier en marche le profil de la came 13 ou les caractéristiques de la chaîne cinématique (engrenages, leviers, culbuteurs, tringleries, cu autres) qui commande la soupape 3. Les ressources courantes de la cinématique et de la technologie mécanique permettent de proposer de nombreuses solutions. Il est essentiel de souligner que les moyens particuliers utilisés ne font en aucune manière sortir du cadre de la présente invention.Si on retarde la fermeture de la soupape 3, ce qui se traduit par un abaissement du niveau y' où elle se produit, la température en E étant maintenue constante, on commence par augmenter le travail par cycle, donc la puissance; puis, pour une certaine position ce travail passe par un maximum; ensuite il diminue.Puisque la puissance varie, le maintien de la température en E exige une variation du chauffage (débit du combustible) concomitante à la modification de la durée d'ouverture de la soupape La commande du mécanisme de variation du point de fermeture de la soupape 3 peut être obtenue par des moyens manuels à la disposition de l'opérateur (manette, pédale, etc). Mais elle peut aussi résulter d'un asservissement à la pression dans la chaudière Ec ou à d'autres paramètres de fonctionnement, ou encore résulter de l'action combinée d'une commande manuelle et d'un asservissement. Une fois le point de fermeture de la soupape 3 fI:e par son dispositif de commande comme décrit ci-dessus, le point E du diagramme est astreint à rester sur la droite de volume constant VE-VE', et sur cette droite, son ordonnée sera d'autant plus élevée que la température en E sera plus forte, comme illustré sur la figure 3. L'astreinte à laquelle est soumise le point C est d être à la même pression que le point E, et ce , par le jeu de l'ouverture automatique du clapet 5 quand la pression dans le cylindre atteint celle du point E.De la sorte, en Jouant sur la seule température du point E, on peut agir sur la distance CE. Comme cette distance détermine l'aire du diagramme p-v, donc le travail accompli par cycle, on voit qu'on peut moduler la puissance du moteur par l'intensité du chauffage dans l'échangeur Ec. En diminuant le chauffage (la température), on finit par faire coïncider les points C et E, ce qui donne une puissance nulle, et même à faire passer le point E à gauche du point C, ce qui inverse le sens de déroulement du cycle et signifie donc une puissance négative.Autrement dit, la machine absorbe de l'énergie mécanique sur l'arbre au lieu d'en fournir, ce qui peut être très apprécié, en automobile par exemple, comme effet dit de "frc r. moteur". Dans ces cas, la température en F est inférieure à la température ambiante, la fin de la ourse du temps 3 est en dépression, et la machine fonctionne en machine "frigorifique". Puisque 11 action sur la température au point E permet un réglage de la puissance, la présence d'un mécanisme permettant la modification du point de fermeture le la soupape 3 n'est nullement obligatoire : la came 13 et sa commande peuvent être fixes, sans sortir du cadre de l'invention. Toutefois, Ü tel mécanisme peut permettre d'optimiser le rendement en fonction des conditions de marche. Nous avons déjà indiqué que la soupape 4 n'avait en fait pour rôle que de protéger et compléter si nécessaire le clapet 5, et que, pour cette raison, elle pouvait être supprimée. Une autre simplification est possible dans les cas où l'on n'envisage pas un remploi de l'air d'échappement en fin de cycle ni un filtrage de l'air d'admission : c'est la réunion des soupapes 1 et 2 en une seule, qui s'ouvrirait alors deux fois par cycle, grâce à une came à deu:z bossages, une fois au premier temps, pour admettre l'air atmosphérique, frais, une seconde fois au quatrième temps pour rejeter l'air moteur en fin de détente, en prenant les précautions constructives nécessaires pour éviter les mélanges excessifs qui ont une influence néfaste sur le remplissage et sur le rendement. Cette simplIfication n'est à envisager que pour les applications les plus rustiques. Tous les procédés dits de "suralImentation" utilisés avec les moteurs à combustion interne conventionnels, et destinés à augmenter la puissance volumique, sont utilisables avec le moteur selon l'invention. Ces procédés font admettre de l'air moteur par le conduit 19 å une pression supérieure à la pression atmosphérique, obtenue grâce à un compresseur d'air tel que 25 qui peut être entraîné soit par une turbine telle que 24 mise en mouvement par tout ou partie de l'air moteur qui s'échappe en fin de cycle par le conduit 20; soit par l'arbre moteur, car l'augmentation de puissance du moteur due à la suralimentation est supérieure à la puissance consommée par le compresseur. La liaison avec le moteur peut être dans un rapport de vitesse constant ou variable, asservi au couple résistant (suralimentation dite "différentielle" par train d'engrenages épicycloïdal ou autrement). Comme ce qui s'échappe par le conduit 20 n'est pas un gaz de combustion mais de l'air, il est possible aussi de le reprendre en circuit fermé en le réadmettant par le conduit 19, après refroidissement dans un échangeur froid qui le ramène à une température proche de la température ambiante. L'intérêt est de pouvoir ensuite "gonfler" le circuit fermé par les auxiliaires habituels (réservoir d'air comprimé et compresseur servant à compenser les fuites autant que de besoin), c'est à dire a amener et maintenir la pression au point B du diagramme à une valeur nettement supérieure à la pression atmosphérique, ce qui entraîne une augmentation sensiblement proportionnel la de la puissance volumique. Dans le cas où le chauffage est obtenu par une combustion, l'air moteur détendu qui s'échappe par le conduit 20 peut être réutilisé comme air comburant dans le brûleur de l'échangeur Ec, qu'il y aurait lieu d'appeler Ici une chaudière à air.L'air d'échappement conserve encore (point F du diagramme figure 2) une certaine pression, qui est suffisante pour assurer sa circulation jusqu'au brûleur, sans soufflante auxiliaire, électrique ou autre. Son bit est automatiquement propurtionnel à la vitesse de rotation du moteur, qui est l'un des deux principaux facteurs du débit en comWus- tlble, l'autre étant la puissance demandée à vitesse donnée. Avec les combustibles liquides ou gazeux habituels, le débit d'air moteur est toujours supérieur au débit d'air comburant nécessaire, même avec un excès d'air généreux pour obtenir une combustion non polluante.Il suffira donc d'une fuite réglable sur l'air moteur d'échappement pour regler le débit d'air comburant demandé par une puissance donnée, quelle que soit la vitesse. L'air moteur d'échappement conserve aussi au point F du diagramme de la figure 2 une certaine température. Le théorème de Carnot indique qu'il est vain d'éspérer récupérer la chaleur rejetée à la "source froide" dans l'énergie mécanique produite par le moteur, mais rien n'interdit de l'utiliser autrement. Dans le cas du moteur selon l'invention, cette température résiduelle permet de diminuer la taille du réchauffeur d'air comburant. Un tel réchauffeur est an effet indispensable pour tout moteur à combustion externe, que ce soit celui de la présente invention ou un autre, pour obtenir un rendement global correct.En effet, sans lui, les gaz de combustion quitteraient l'échangeur Ec à une température encore élevée, de l'ordre de celle à laquelle se trouve le fluide moteur au point C du diagramme. L'alternative serait, si on utilisait l'air atmosphérique à température ambiante comme comburant, de la réchauffer dans ce réchauffeur pour l'amener å une température proche de celle du point C.Le réchauffage de l'air moteur d'échappement revendiqué par la présente invention ne permet pas d'aboutir à une température supérieure à celle en C, mais, partant d'une température supérieure à la température ambiante, une surface d'échange nettement plus faible peut suffire pour obtenir la même température finale, d'où une économie de poids, d'encombrement et de prix. Le schéma -* de la figure 4 résume les circulations qui viennent d'être décrites pour un moteur à combustion externe selon l'invention. On y retrouve les soupapes 41, 42, 43, 44 et le clapet 45. La chaudière à air 4Ec est précéd d du réchauffeur d'air Ra . Une partie de l'air moteur qui s'échappe en fin de cycle par 42 à la température TF, entre dans le réchauffeur Ra et en srt à une température TR > proche de la température TC de fin de compression de l'air moteur, puis passe dans le brûleur 46 pour servir d'air comburant. Il est alors à une température déjà élevée, de l'ordre de 400 C, ce qui concourt a assurer une combustion très complète, très peu polluante. La partie restante de l'air moteur recyclé s'échappe en 47, la proportion étant reglée par la vanne 48. L'air moteur neuf est admis par la soupape 41 à travers le conduit 49. Les gaz de combustion s'échappent en 50. La figure 1 qui a servi pour la description du cycle du moteur selon l' invention ne représente qu'un seul cylindre. fl est bien évident que toutes les combinaisons polycylindriques habituelles aux moteurs à combustion interne conventionnels peuvent être utlisées dans les réalisations pratiques quatre ou six cylindres en ligne, six ou huit cylindres en V, etc. Dans la la plupart des cas, il suffira d'un seul échangeur tel que Ec pour l'ensemble des cylindres, et les conduits tels que 23 n'auront pas à être nécessairement isolés les uns des autres pour être affectés chacun à un cylindre particulier. Les figures 5, 5, 6 et 7 représentent un exemple de réalisation pratique de moteur a combustion ou chauffage externe selon l'invention, et dont de nombreux éléments constitutifs peuvent reprendre ceux d'un moteur conventionnnel. La figure 5 est la coupe selon le plan BB, la figure 6, la coupa selon le plan AA, la fIgure r est la vue de dessus. Pour simplifier la dessin, les éléments évidents comme la visserie, les joints, les sièges de soupape, les évidements pour la circulation de l'eau de refroidissement, etc. ne sont pas représentés. Dans le bloc-cylindres 51 se meuvent les pistons tels que 52, dont un seul est représenté. Ce bloc-cylindres est surmonté de la culasse 53 qui contient tous les organes de distribution. Dans cet exemple, la soupape qui avait le repère 4 sur la figure 1 est omise. Le clapet repère 54 de la figure S est donc directement au dessus du cylindre. Sa partie arriéra débouche sur le conduit 55 qui est relié à l'entrée de l'échangeur, non représenté. La sortie de cet échangeur est reliée au conduit 56 qui débouche sur la soupape 57 d'admission d'air moteur réchauffé.Nous trouvons ensuite la soupape 53 d'admission d'air moteur neuf, et la soupape 59 d'échappement d'air moteur détendu Les soupapes sont commandées par deux arbres à cames en tata GO et 61, les soupapes 58 et 59 directement, avec la seule interposition du poussoir 62, la soupape 57, par l'intermédiaire du levier de renvoi 63. Ce serait sur la chaîne c nématique passant par le levier 63 qu'agiraient les mécanismes de réglage des points d'ouverture et de fermeture de la soupape 57. Comme nous l'avons déjà souligné, ces mécanismes, dont la présence n'est d'ailleurs pas obligatoire, peuvent être d'une grande variété et le type particulier utilisé ne fait pas sortir du cadre de l'invention. Les arbres à cames 60 et 61 sont entraînés à vitesse moitié de celle do l'arbre moteur par un ensembles engrenages-courroie crantée, non représenté, mais classique dans les moteurs conventionnels à double arbre à cames en tête comme les moteurs à 4 cylindres en ligne à seize soupapes. REVENDICATIONS 1/ Machine thermodynamique à cycle à quatre temps, servant pour la transformation d'énergie calorifique en énergie mécanique, caractérisée par le fait qu'elle comporte - au moins une chambre (6) à volume cycliquement variable - un ensemble de quatre conduits de liaison (19 ; 20; 21 22) débouchant dans la chambre (6) au niveau d'orifices associés avec un moyen de fermeture mobile (1 ; 2 ; 3 ; 4, 5) associe à chacun desdits conduits de liaison, ledit ensemble comportant deux conduits (19 ; 20) associés à l'admission et à l'échappement de fluide moteur, et deux autres conduits (21 ; 22) qui sont reliés entre eux par un conduit commun de liaison (23) disposé dans un échangeur de chaleur (Ec), avec un conduit d'entrée (22) menant à l'échangeur (Ec) et dont le moyen de fermeture mobile comporte un clapet (5) ne s'ouvrant qu'à partir d'une pression prédé terminée, et un conduit de sortie (21), ledit échangeur de chaleur (Ec) communiquant avec une source chaude ou une source froide selon le mode de fonctionnement de ladite machine ; et - des moyens d'actionnement (15) de certains au moins desdits moyens de fermeture mobiles, lesdits moyens d'actionnement étant agencés pour pouvoir isoler entre elles, à des moments prédéterminés du cycle thermodynamique, la chambre (6), l'entrée et/ou la sortie de l'échangeur de chaleur (Ec), et l'atmosphère ambiante. 2/ Machine thermodynamique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen de fermeture mobile (4, 5) associé au conduit d'entrée (22) menant à l'échangeur (Ec) comporte également un organe de fermeture mobile, tel qu'une soupape à siège conique (4), commandé par les moyens d'actionnement (15) des moyens de fermeture mobiles (1 ; 2 ; 3) associés aux autres conduits de liaison (19 ; 20 ; 21), afin de permettre au fluide moteur compris dans la chambre (6) d'accéder au clapet (5). 3/ Machine thermodynamique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la soupape à siège conique (4) et le clapet (5) sont chargés par des ressorts associés, agencés et réglés de telle manière qu une pression à l'intérieur de la chambre (6) suffisante pour ouvrir ledit clapet ne puisse pas encore ouvrir ladite soupape. 4/ Machine thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les moyens de fermeture mobile (1 ; 2 ; 3; 4) commandés par les moyens d'actionnement (15) sont des soupapes à siège conIque. 5/ Machine thermodynamique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les soupapes à siège conique (1 ; 2) associées à l'admission et à l'échappement de fluide moteur sont réunies en une soupape unique s'ouvrant deux fois par cycle. 6/ Machine thermodynamique selon la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que les moyens d'actionnement sont essentiellement constitués par au moins un arbre à cames (15). 7/ Machine thermodynamique selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l'arbre à cames (15) est entraîné à une vitesse de rotation moitié de celle d'un vilebrequin (9) servant à entraîner un piston (7) coulissant dans la chambre (6) pour faire varier cycliquement le volume de ladite chambre. 8/ Machine thermodynamique selon la revendication 6 ou 7, caractérisée par le fait que le point de fermeture de la soupape à siège conique (3) associée au conduit de sortie (21) de l'échangeur (Ec) est modifiable en marche grâce à des moyens de réglage associés. 9/ Machine thermodynamique selon la revendication 8, caractérisée par le fait que les moyens de réglage associés à la soupape à siège conique (3) modifient le profil de la came associée (13) de l'arbre à cames (15) et/ou la chaîne cinématique qui commande ladite soupape (3). 10/ Machine thermodynamique selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les moyens de réglage peuvent être commandes directement par l'opérateur et/ou par un asservissement. 11/ Machine thermodynamique selon la revendication 10, caractérisée par le fait que la commande des moyens de réglage résulte d'un asservissement à la pression dans l'échangeur de chaleur (Ec), de sorte que l'on peut modifier la puissance par l'intensité du chauffage dans ledit échangeur. 12/ Machine thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que l'échappement n'est pas rejeté directement à l'atmosphère, mais réutilisé en reprenant en circuit fermé l'air s'échappant par le conduit d'échappement (20), en le réadmettant par le conduit d'admission (19), après refroidissement dans un échangeur froid associé. 13/ Machine thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 11, dans laquelle le chauffage est obtenu par une combustion, caractérisée par le fait que l'air moteur détendu s'échappant par le conduit d'échappement (20) n'est pas rejeté directement à l'atmosphère, mais réutilisé comme air comburant dans le brûleur de l'échangeur (Ec) qui fonctionne alors comme une chaudière à air. 14/ Machine thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait qu'elle comporte une pluralité de chambres (6), arrangées en ligne ou en V, l'échangeur de chaleur (Ec) étant de préférence commun pour l'ensemble desdites chambres.