Brevet FR2703731A3 — publié le 19941014

FR 2703731 A3 19941014 FR 9304253 A 19930409 Actuellement pour augmenter les capacités d'un moteur, on peut augmenter le volume de la chambre ou de mélange injecté, augmenter le régime, pousser les gaz dans la chambre de combustion de façon à en faire entrer une plus grande quantité, etc.. Ce travail se fait toujours en aval de la chambre de combustion. Dans tous les systèmes actuels, la sortie des gaz d'échappement est libre ou bien les gaz, par leur inertie, entrainent un système permettant une compression des gaz d'admission. Le présent système travaille sur la postcombustion; on cherche à diminuer la pression dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne au point mort haut juste avant l'ouverture de la soupape d'admission. Ceci ne peut se faire qu1en aspirant les gaz d'échappement vers l'extérieur, de façon à creer une dépression dans la chambre de combustion. Le rôle direct du dépresseur (1) sera d'accelereX la fuite des gaz d'échappement par dépression. Le dépresseur est un aspirateur qui pompe de l'air du coté moteur pour le rejeter dans le pot d'échappement.Il est en raccord direct avec le moteur (2) (par chaîne (3), courroie, engrenage ou tout autre système permettant ce raccord); il peut également être couplé à tout autre engin capable de lui donner de l'inertie (par exemple un moteur électrique utilisant l'énergie électrique de la batterie ou de la dynamo ). Il y a 2 méthodes d'aspiration. Dans la premiere (Figure 5), le dépresseur(l) aspire en continu l'air qui se trouve dans la première tubulure d'échappement(12). La dépression qui y est générée permet une forte aspiration des gaz lorsqu'elle est mise en raccord avec l'ouverture de l'orifice d'échappement(13). La deuxième méthode (Figure 6) consiste à installer le dépresseur (1) directement derriere l'orifice d'échappement (14). Il ne fonctionnerait que pendant la durée d'ouverture de la soupape d'échappement (le système peut utiliser, par exemple (FigurelO), un ensemble d'engrenages (11 et 11') dont un des engrenages (11) serait partiellement denté). Il aspire ainsi directement les gaz brûlés.Dans les deux cas, la faible pression dans la chambre de combustion permettra lors de l'ouverture de la soupape d'admission une plus grande aspiration des gaz d'admission. Sur le shéma de pression, avant ouverture de la soupape d'échappement( Figure 7), PO est très superieur à Pa (pression atmosphérique) et P1 très inférieur à Pa. A l'ouverture de la soupape d'échappement (Figure 8), P2 Pour mettre en place ce système, on pourra utiliser par exemple un aspirateur fonctionnant dans une volume hermétiquement clos dans lequel le un cône muni de pales disposes à intervalles réguliers va, par une action giratoire, vider l'air situe à l'entrée du dépresseur. Le système d'aspiration sera d'une simplicité et d'une efficacité maximume avec un double engrenage(Figure 3)=les gaz aspires(l8) sont pris entre les deux engrenages(16 et 17) et le corps du dépresseur(l7), et sont rejetés vers l'extérieur(19). On pourra aussi envisager le système avec une simple pale ou tout autre moyen d'aspiration. Pour la première méthode, le dépresseur pourra être installé alors que les tubulures d'échappement ne se sont pas encore rejointes (c'est à dire autant de système d'aspiration pales ou autres- que de cylindres), alors que les tubulures se sont partiellement rejointes, ou totalement rejointes (donc un seul système d'aspiration). Le but pour le procedé et les dispositifs décrits ci-dessus est d'obtenir deux nouveaux types de diagrammes (respectivement Figures 1 et 2), pression-volume (respectivement théorique et réel) du cycle moteur pour un moteur à combustion interne. Par rapport à un diagramme théorique classique type Beau de Rochas (3), ce diagramme (4) n'admet plus une isobare pour l'échappement (BA), mais une courbe vérifiant P(B') > P(A'). Pour le diagramme réel, cela se traduit par une modification du cycle à partir de l'AOE (Avance à l'Ouverture à l'Echappement). La pression en B' est légèrement diminuée et la pression en A' l'est fortement. A partir du RFA (Retard à la fermeture à l'Admission), le cycle est de nouveau inchangé. Les avantages principaux sont les suivants: * Le mélange qui se trouvera dans la chambre au cycle suivant sera de plus grande qualité et en plus grande quantité, car il restera moins de gaz brûles du fait de la dépression. * Le rendement sera amélioré, donc il aura une augmentation du couple et de la puissance, et donc à puissance égale une diminution de consommation. * La pollution sera fortement diminuée, puisque le mélange sera de meilleur qualité. * La realis-ation d'une dépression entraînera une baisse sensible de la temperature du moteur. * Ce système est par exemple adaptable au voiture de série et au voiture de course puisque l'échappement est libre pour certaines catégories. * Dans le cas od la pression dans la tubulure (pour la premiere méthode) serait supérieure à la pression atmosphérique, alors les gaz feront tourner eux-mêmes le dépresseur, et donc fourniront de l'énergie au moteur, par le dépresseur. Ceci est également vrai pour la seconde méthode : dans le cas où, à l'ouverture de la soupape la surpression dans la chambre ferait tourner le depresseur, celui-ci finirait de vider la chambre juste avant la fermeture de la soupape. Divers systèmes de sécurité peuvent être installes au cas où, par exemple, une des pièces viendrait à être défectueuse. Le premier système concerne la mise rotation libre du dépresseur en le rendant independant du couplage moteur (on pourra utiliser deux pignons dont l'un serait libre sur son axe: ce pignon serait, par rapport à son axe, solidaire en rotation et libre en translation, actionné par un systeme de secours (ou par le système de commande).Une tubulure d'échappement de secours (10) peut être installée : au cas où il y aurait une trop forte pression dans la tubulure après l'ouverture de la soupape, un système de clapet s'ouvrirait et permettrait au gaz d'échappement de sortir sans rien détériorer (ce clapet peut être construit de la manière suivante : un ressort (9) plaque une membrane (8) contre un orifice de la tubulure (10); si la pression est trop forte alors le ressort se comprimera). Des systèmes de sécurité commandés de l'extérieur peuvent être installés : le précédent système peut se bloquer dans la position clapet ouvert (la membrane maintenue en position haute par une accroche) et ne se débloquerait que sur commande de l'extérieur (en tirant sur une accroche).On peut aussi envisager le cas d'un système se mettant en route et se débranchant de l'extérieur (les engrenages tourneraient alors librement ou bien grâce à leur source d'énergie, mais une tubulure paralelle (5) serait mise en raccord par un clapet (7) actionné par un câble (6) manoeuvré de l'extérieur). Pour démarrer un moteur muni d'un tel système, on pourra laisser le dépresseur en liaison avec le moteur ou débrancher le dépresseur. On pourra également ouvrir le clapet (7) par le cable (6). Ceci permettra d'économiser les batteries de démarrage. Pour un moteur à 4 temps, il y aura un autre avantage: pour ce type de moteur le 4ème temps est un temps résistant. Avec ce système le 4eme temps devient un temps moteur, puisque par la dépression le piston sera attiré vers le point moteur haut De plus, dans le cas où l'angle d'ouverture à l'admission est égale à l'angle de fermeture à l'échappement, il n'y aura plus d'essence qui passera dans l'échappement. Ainsi, la quantité de CO produit sera très fortement diminuée. Dans le cas contraire, pendant les angles d'ouverture de l'admission et de l'échappement, les derniers résidus de gaz brûlés sortiront, poussés par les gaz d'admission. Pour un moteur rotatif, du type Wankel, on ne parlera plus de soupapes d'admission ou d'échappement mais d'orifices d'admission ou d'échappement. Les 2 méthodes préconisées cidessus sont applicables. Les avantages généraux sont inchangés. De plus, le 4eme temps passera également d'un temps résistant à un temps moteur. Pour le moteur 2 temps, les 2 méthodes peuvent être utilisées, l'aspiration des gaz se fait par la lumiere d'échappement, permettant une meilleure entrée des gaz par la lumière de transfert. C'est essentiellement pour ce type de moteur que ce système donnera les meilleurs résultats. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de dépresseur (1) système caractérisé en ce qu'il aspire, pour un moteur (2) à combustion interne, les gaz d'échappement à la sortie des tubulures d'échappement ou juste à la sortie de l'orifice d'échappement, pour les rejeter dans le pot d'échappement ou à l'air libre, ce qui permet d'augmenter le rendement moteur, le couple et la puissance; la température du moteur sera également diminuee. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en route de ce système se fait par couplage direct ou indirect avec le moteur ou sur une source d'énergie indépendante. 3/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le présent système suit les diagrammes théoriques et réels pression volume caractérisés par l'équation vérifiée dans la chambre de combustion. Pression (point mort haut de l'admission) Pression (point mort bas de l'admission). 4/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que sur certains moteurs, malgré la dépression générée par le depresseur, lors de l'ouverture de l'échappement, la pression sera tellement importante qu'elle pourra exercer sur les pales un effort capable de fournir de l'énergie. Les pales deviendront à leur tour motrices et pourront apporter de l'énergie à tout système qui leur sera couplé. 5/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que dans le cas où, associé à ce système, le croisement (angle d'avance à l'ouverture à l'allumage - angle de retard à la fermeture à l'échappement) est ramené à une valeur très faible ou nulle (par un réglage de l'arbre à came); alors la pollution (par un pourcentage de CO plus faible) et la consommation seront fortement diminués. 6/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le 4ème temps d'un moteur à 4 temps ou d'un moteur du type Wankel est un temps moteur; le deuxième temps d'un moteur 2 temps devient également un temps moteur; cette caractéristique s'obtient par la mise en dépression de la chambre à l'ouverture de la soupape d'échappement. 7/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un systeme de sécurité par mise en rotation libre, par des tubulures montées parallèlement au dépresseur (5,6,7 ou 8,9,10) ou par tout autre système, actionné automatiquement ou manuellement, pourra être monté. 8/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le démarrage d'un tel système peut se faire avec le depresseur ou sans (par l'ouverture d'une tubulure (5,6,7) montée en parallèle).