Brevet FR2730523A1 — publié le 19960814

Perfectionnements aux moteurs. La presente invention concerne un moteur thermique, mono ou multicylindrique, aux type d'allumages commander ou par compression et à un cycle de 2Tempe ou à un cycle de 4Temps, offrant au moine une chambre de travail à volume variable aeocié à un volume du carter inférieur, le dit moteur étant adapté à une transformation de l'énergie calorifique latente du combustible approprié en une énergie mécanique, le dit moteur comportant entre le dit volume de la chambre de travail aux moyene d'échappement et le dit volume du carter aux moyene d'admission, un piston muni des moyens de transfert et ayant des mouvements alternatif dans le cylindre pour etre relié par un axe à une bielle du maneton de l'arbre principal, ce dits moyens de transfert étant montés fixes au dit piston agissent de façon mobile le long du dit cylindre, suivant des pressions ou des chute de preseione régnant dans les dits volumes et obtenue, eelon la distribution correepondant à l'un ou l'autre des cycles. Dans les moteure thermique actuel, mono ou multicylindrique, aux types d'allumages commander ou par compression et aux structures adaptée à chacun des cycles de 2Tempe et de 4Temps, l'on observe en particulier que lee modee et les conceptions de distribution eont différents.Dans le cae du cycle de 2Temps, les différants orifices débouchent d'une part du carter pour l'admission et muni de moyene du type clapet et d'autre part du cylindre pour le transfert et pui l'échappement, cee derniers étant obturés eéparément ou pas lors des mouvements alternatif du pieton le long du dit cylindre pour servir de distributions et maintenant en ce qui concerne le cycle de 4Temps, les différant orifice débouchent de la chambre d'explosion de la culasse, lesquels orifices d'admission et d'echappement étant chacun muni d'un organe obturateur ayant des moyene de rappel allant à l'encontre d'une came convenablement constituée dan une forme angulaire d'actionnement et montée eur un arbre dit de came en liaison rotatif avec l'arbre principal et parfaitement pré-réglé. Il eet à constater que ce différants modes et conceptions des distri tions emploiée pour chacun des dit cycles sont essentiellement figés,d'u. part dans les commandements rigoreueement déterminés de leurs organes obturateur et d'autre part dû aux emplacemente de leurs orifices dans les volu mes correspondant. Or il eerait souhaitable, d'utiliser au mieux chacun des dite volumes des moteurs actuel pour en autre un meilleur rendement et celà en des actionnements et emplacements plus judieux de l'ensemble des dits moyens adaptés à la distribution. Ce but est atteint selon l'invention en ce sens qu'elle apporte un moteur à cycle de 2Temps ou de 4Temps, caractérisée en ce que les moyens dit de transfert eont montés fixee eur le fond du pieton aux mouvements alternatif dans le cylindre moteur, mobile entre le volume du carter et le volume d'au moine une chambre de travail les dite moyens de transfert eont activés suivant des pressions et/ou dee chutes de pression obtenus dans les dits volumes, ces différantee pressions et/ou chutes de pression étant réa- lisé pendant lee dits mouvements du piston avec l'actionnement des moyens d'admission du carter et des moyens d'échappement de la chambre d'explosion de la culasse, commandé de leurs arbres à came respectif en liaison rotatif avec l'arbre principal-du moteur et correspondant à chacun des dits cycles. Dans une forme d'exécution préférée, les dits moyen du piston en particulier.et comme les dits moyens du carter ont un orifice en forme de buse pour permettre un flux plus important des gaz mélangés ou pas et que le dit orifice du piston surmonté par un organe obturateur est muni de moyens de rappel pour assurer en autre un meilleur controle des dites pressions etiou chutes de pression régnant autour du dit organe obturateur. Dans la pratique, chacun des pistons aux moyens de transfert dee dits moteurs à cycle de 2Temps et à cycle de 4Temps selon l'invention comporte au moins un orifice constitué avec le fond du dit piston, lequel orifice étant surmonté par un organe obturateur ce déplacant libre de came dans des géométries adaptés et correspondant à l'interieur du piston pour un guidage, une éthancheîté et suivant une variante pour des moyens de rappel, cet ensemble de moyene assurant le transfert entre le carter et la chambre de travail, maintenant et de manière à obtenir l'alimentation du comburant, un carter inférieur renfermant l'arbre principal, le maneton, la bielle et obturant le cylindre au dit piston à transfert, eet constitué en autre des moyens d'admission, puis suivant une variante de moyens d'injection, selon l'invention les dits moyens d'admission comprenant au moins un orifice surmonté par un organe obturateur muni dee moyene de rappel allant à l'encontre d'une came d'actionnement et afin de permettre l'éva- évacuation des gaz brulés, une culasse obturant le dit cylindre au pis- ton à transfert et aux mouvements alternatif, est constituée en autre d'une chambre d'explosion comportant exclusivement selon l'invention que des moyens d'échappement et puis disposant suivant dee variantes de moyens d'allumage et/ou de moyens d'injection, les dits moyens d'échappement comprenant au moins orifice surmonté d'un organe obturateur ayant des moyens de rappel allant à l'encontre d'une came d'actionnement. Ces ditee camee d'admission et d'échappement étant de conception angulaire différante sont constituées eur leurs arbres respectif en liaison rotatif individuel avec l'arbre principal pour faire fonotonner suivant une distribution approprié chacun des dits cycles. I1 est avantageusement prevu selon l'invention, des moyens élastiques adaptés pour absorber les brusques variation de pressions regnant autour dee moyens de transfert du piston, ceux-ci étant disposée au niveau du carter inférieur et du type élèo-pneumatique. Pour remédier en parti aux problèmes de pollution, il eet prévu selon l'invention d'avoir une canine de graissage étanche entre l'aie de liaison du piston au moyens de transfert et l'aie de l'arbre principal, via le maneton puis la bielle, le dit piston étant en outre constitué au moins d'une gorge disposée en dessous du dit axe de liaison , monté d'un eegne- ment adapté à la dite étanchéîtée afin d'assurer dans la chambre de travail des transferts pur de comburant ou de mélange gazeux. Avantageusement pour le cas du cycle à 4TempE, l'invention es# applicable à une sur-alimentation de la chambre de travail, il eet prévu de ca ractérisée ce fait, d'une part en associant un volume du carter aux volume des deux chambre de travail et d'autre part que leurs dite pistons à transfert et aux mouvemente alternatif sont ensemble, soi en position dis- tale ou soi en position proximale par rapport à l'aie de l'arbre principal, de façon en ce que et suivant une distribution appropriée soit assuré en position "distale" éloignée du dit axe, le rempliesage de l'ensemble des dits volumes et de manière en ce que en position "proximale" proche de l'axe du dit arbre principal, soit réalisé dans l'une ou l'autre des dites chambre de travail une Eur-alimentation du mélange gazeux afin d'obtenir une sur-pression dans la dil chambre concernée lors de la remontée des dits pistons. Ces différahts moteurs aux cycles de 2Tempe et de 4Temps sont chacun applicable pendant leurs fonctionnements à des modifications de leur dietribution initialement pré-reglé, auquel cas selon l'invention il y a dee moyens adaptés du type mécano-hydrolique disposés entre l'arbre principal et chacun des arbres à came d'admission et d'échappement, afin d'agir sur les positions angulaire des dits arbres à came lors des différant régime et/ou charges moteur et gràce à quoi Eont améliorés sensiblement tant les taux de remplissage que les débits de flux, correspondant au: volume du carter et à celui de la chambre de travail. L'invention et décrite ci-aprèe en détail par référence aux dessins annexée dans lesquels: -la figure I est une vue en coupe d'une forme d'exécution d'un moteur à cycle de 2Temps ou de 4Temps à moyens de transfert par piston disposés dans la chambre de travail, selon l'invention; - la figure 2 est une vue représentant les moyens utilisée à l'entrai- nement des arbres e came d'admission et d'échappement et les positionne- mente suivant des variante des moyens modificateur angulaire de chacun des dits arbres à came, selon l'invention;; Si l'or. se réfère à 12 figure I, on voit que les différants type moteure selon l'invention renferme un piston(I) ayant un axe(I8) reliant un maneton(20) de l'arbre principal(2I) par une bielle(I9) et guidé en autre dans un cylindre(7) par des segnements(8) et (8') disposée entre le dit axe(I8), le dit pieton(I) mobile eet constitué d'un orifice(2) de transfert en forme buse, lequel étant surmonté par un organe(S2) obturateur ayant un moyens de guidage(3) et suivant une variante de moyene de rappel(4) corres- pondant à une géométrie interieur(3') du piston(I). En réfèrence au volume(VI) de la chambre de travail, le dit cylindre(7) est surmonté par une culasse(9) ayant une chambre d'explosion disposant, suivant dee variante de moyens d'allumage(I0) et de moyens d'injection(A') la dite chambre d'explosion de la culasse(9) étant constituée d'un orifice (6) d'échappement surmonté par un organe(S3) obturateur ayant des moyene de rappel(I2) allant à l'encontre d'un arbre à came(5) d'échappement et en réfèrence au volume(V2) du carter(II) associé au dit cylindre(7) et qui suivant une variante dispose de moyens d'injection(A) est constitué d'un orifice(I4) d'admission en forme buse et puis surmonté par un organe(SI) obturateur disposant des moyens de rappel(12') adaptée à aller a l'encontre de l'arbre à came (I3) d'admission, le dit orifice(I4) était prolongée par une pipe(I5) d'admission équipée d'un papillon(I6) de commande. La référence (I7) désigne un ensemble de moyen élastique adapté pour absorber les brusque variation de pression régnant dans le volume(V2) du carter(II), occasionné en autre par les mouvements alternatif du pieton(I). Maintenant si l'on ee réfère à la figure 2, l'on voit l'ensemble des moyens adaptée à la distribution et à a modification, assurée en autre par les positions angulaire des arbres à came(5) d'échappement et (I3) d'admie- son en rotation. Dans cette figure, les poulies(22a), (22b), (22c) et(22d) sont respectivement monté aux arbres à came(5) d'échappement et(I3) d'admission et l'arbre principal(21) et dont chacun de leurs moyens modificateur angulaire de cames(23a) d'échappement et(23b) d'admission ou(23c) et(23d) correspondant et montés à l'arbre principal(2I) sont interposés entre les dites poulies et les dits arbres à cames ou le dit arbre principal, chacune de ces dites poulies étant en liaison approprié et rotatif par des courroiee(24) d'échappement et (25) d'admission. maintenant, pour en venir au mode de fonctionnenent du moteur à cycle de 2Temps selon l'invention et dane le cas d'un type d'allumage par explo- sion et d'une injection de combustible par carter, en partant du Ier Temps; - le piston(I) au P.M.B. remontant vers le P.M.H avec l'organe(S2) obturateur refermant son orifice(2) de transfert, a) comprime dans le volume(VI) de la chambre de travail , le mélange gazeux obtenu lors du Ier Temps précédant, puie avant son P.:::.H et sous l'effet de l'étincelle de la bougie(IO), le dit mélange est adapté à ex- ploser pour créer un début de combustion des gaz jusqu'au P.M.H, b) tout en aeeurant dans le volume(V2) du carter(II), une dépression jusqu'au plus pré du P.M.H et annulée lors de l'ouverture de l'orifice(I4) commandé par l'arbre à came(I3) d'admission en liaison rotatif avec l'arbre principal(21) et actionnant l'organe(SI) obturateur pour obtenir le remplie- sage du dit volume(V2) d'un nouveau comburant puie le préserver par la fermeture du dit orifice(I4), commandé autour du P.M.H. avec le dit arbre à came((I3) allant à l'encontre des moyens de rappel(I2') du dit organe(SI), ce dit comburant étant en outre aimi- suivant les degrés d'ouverture du papillon(I6) de commande monté à la pipe(I5) d'admission reliant le dit orifice(I4) du carter(II) et selon une option controlé par les moyene modificateur angulaire de came(23b) ou(23d) pendant les actionnements du dit arbre à came(13) d'admission sur l'organe(SI) obturateur et agissant aux régimes et/ou charges moteur, puis en partant du 2éne Temps;; - le piston(I) au P.M.H redescendant vers le P.M.B avec son orifice(2) de transfert toujours refermé de l'organe(SI) obturateur, a) continu à subir la dite combustion des gaz, ce transformant en une masse gazeux augmentante dans le dit volume(VI) de la chambre de travail, dont laquelle énergie est rendu à l'arbre principal(21) par le système de bielle(I9) et maneton(20) jusqu'au plus près du P.M.B. b) tout en comprimant dans le volume(V2) du carter(II), le comburant admis et préservé lors du Ier Temps et ou laquelle pression exercée est ab eorbé par les moyens(I7) élastique du carter(II) c) puis au plue près du dit P.l;.B et par le commandement de l'arbre à came(5) d'échappement ayant selon une option les moyen modificateur angulaire de came(23a) ou(23c) agissant aux régimes et/ou charges moteur et en liaison rotatif avec l'arbre principal(2I) actionnant l'organe(S3) obturateur découvrant l'orifice(6) permet, avec la libération de la pression régnant dans le volume(V2) et absorbé on outre par lee moyens(I7), le déplacement de l'organe(S2) obturateur et grace à quoi sont réalisés dans le volume(VI) par l'orifice(2) du piston(I) le transfert du dit nouveau comburant, celui-ci ayant un effet "balayage" avec sa dynamique de flux et permet l'évacuation des gaz brulés vers le dit orifice(6) jusqu'à sa fermeture, commandé autour du P.M.B par le dit arbre à came(5) allant à lten- contre dee moyens: de rappel(I2) du dit organe(S3) obturateur, le dit comburant étant mélangé avec le combustible pendant tout ou parti de son flux par les moyens(A') injecteur et les its pressions régnant dans les volumes(VI) et(V2) étant annulé au alentour du P.r.B permet au dit orifice(2) du pieton(I) d'etre refermé de l'organe(S2) obturateur et assurant ainsi au mélange gazeux obtenu dans le volume(VI) de la chambre de travail la peesibilité d'un nouveau cycle... Et maintenant pour en venir au mode de fonctionnement du moteur à cycle de 4Temps selon l'invention et dans le cas d'un type d'allumage par explosion et d'une injection de combustible par la culasse en partent du Ier Temps; "PHASE de TRANSFER" - le piEton(I) au P.M.B redescendant vers le P.M.B assure avec ses moyens de transfert, le passage du comburant déjà contenu entre les volumes (VI) de la chambre de travail et (V2) du carter(II) réalisé lors du 4éme Temps et cela par l'effet de résistance sous l'organe(S2) obturateur du dit comburant découvrant ainsi jusqu'au alentour du P.M.B l'orifice(2) du piston(I) et puie, la dynamique de flux étant terminé en ayant eu pendant tout ou tarti étè mélangé de combustible venant des moyene(A) in-ecteur, le dit orifice (2) ce referme de l'organe(S2) obturateur muni ou pas de moyens de rappel(4' en pertant du 2éme Temps; "PHASE de COMPRESSION" - le piston(I) au P.M.B remontant vers le P.M.B ayant son orifice(2) refermé par le dit organe(S2) obturateur,comprime le mélange gazeux obtenu dans le volune(VI) de le chambre de travail, puis avent le P.M.B et sous l'effet de l'étincelle de a bougie(I0) le dit mélange explose en créant le début de la combustion des gaz frais, alors que pendant cette période dane le volume(V2) du carter(II) une dépression à lieu. en partant du 3éme Temps; "PHASE de COMBUSTION puis PHASE de DETENTE" - le piston(I) au P.M.B redescendant vers le P.:.3 avec son orifice(2) refermé de l'organe(S2) obturateur,continu å subir le dite combustion dee gaz, ce transformant en une masse gazeux augmentante dane le volume(VI) de la chambre de travail, dont laquelle énergie est rendu à l'arbre principal (2I) par le système de bielle(I9) et maneton(20) jusqu'au très près P.M.B alors que pendant cette période la dite dépression dans le volume(V2) du carter(II) est annulée. en partent du @méme Temps; "PHASE d'ECHAPPEMENT et PHASE d'ADMISSION" - le piston(I) au P.M.B remontant vers le P.M.B assure avec son orifice (2) toujours refermé de l'organe(S2) obturateur, d'une part l'évacuation des gaz brulés du dit volume(VI) dans l'orifice(6) de la culasse(9) et par le commandement de l'arbre à cama(5) d'échappement ayant selon une option les moyens modificateur angulaire de came(23a) ou(23c) agissant aux régimes et/ou charres moteur et en liaison rotatif avec l'arbre principal(2I) actionnant l'organe(S3) obturateur, découvrant avant et puis refermant avant ou après le P.M.B le dit orifice(6) et d'autre part le remplissage d'un nouveau comburant dans le dit volume(V2) par l'orifice(14) du carter(II) et avec le co-mandement de l'arbre h came(I3) d'admission ayant selon une option les moyens modificateur angulaire de came(23b) ou(23d) agissant aux régimes et/ou charges moteur et en liaison rotatif avec l'arbre principal (21) actionnant l'organe(SI) obturateur, découvrant et refermant après le P.M.B le dit orifice(I4), ce dit comburant étant en outre admis suivant lee degrés d'ouverture du papillon(I6) de commande monté à la pipe(I5) d'admis sion reliant le dit orifice(I4) du crter(II).Ces deux dernières PHASES étant réalisé assurant avec la remontée du piston(I) la possibilité d'un nouveau cycle. Chacun de ces principes de fonctionnement étant décrit, l'homme de métier comprendra les différantes variante apportée et en autre celle de la eur-alimentation de la chambre de travail dans le cas du cycle à 4Temps. Il ressort de la presente description que l'invention perfectionne le principe, tant du cycle de 2Temps que du cycle de 4Temps et qu'il en résulte une augmentation sensible des volumes adaptés et par des localisations plus judicieux de leurs moyens d'alimentation et d'échappement, ainsi qu'une distribution des dits moyens moins figés. En outre, cette etructure nouvelle débouche sur une augmentation accrue de la puissance massique pour chacun des dits cycles. REVENDICATIONS I - Moteur thermique, mono ou multicylindrique, aux typee d'allumage commander ou par compression et à un cycle de 2Tempe ou à un cycle de4TempE offrant au moins une chambre de travail à un volume(VI) variable associé à un volume(V2) du carter(Iî) inférieur, le dit moteur étant adapté à une transformation de l'énergie calorifique latente du combustible approprié en une énergie mécanique, le dit moteur comportant entre le dit volume(VI) de la chambre de travail aux moyens d'échappement et le dit volume(V2) du carter(II) inférieur aux moyens d'admission, un piston(I) disposant des moyens de transfert et ayant des mouvements alternatif dane un cylindre(7) pour etre relié par un axe(I8) à une bielle(19) du maneton(20) de l'arbre principal(2I), caractérisé en ce que les dits moyens de transfert étant montés fixes au dit pieton(I) agissent de façon mobile dans le dit cylindre(7) et suivant des pressions ou des chutes de pression obtenu dans les dits volumee (VI) et (V2), réalisé selon la distribution correspondant à l'un ou l'autre des dits cycle. 2 - Moteur selon la revendication I, caractérisée en ce que les dits moyens de transfert actif dans le cylindre(7) sont constitués sur le fond du dit piston(I) d'au moins un orifice(2) surmonté d'un organe(S2) obturateur ayant dee moyens de guidage(3) correspondant à une géométrie(3') intérieur du piston(I). 3 - Moteur selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dit organe(S2) obturateur assurant la fermeture du dit orifice(2) du piston(I) peut etre équipé des moyens de rappel(4) correspondant à la dite géométrie (3') intérieur du pieton(I). 4 - Moteur eelon les revendications I, 2, 3, caractérisée en ce que le dit piston(I) aux mouvements alternatif dane le cylindre(7) dieposant des types de segnements "par-feu,, racleur" est équipé d'au moins un disposé en dessous du dit axe(I8) et adapté pour l'étanchéIté et le guidage du pieton(I) . 5 - Moteur eelon la revendication I, caractérisée en ce que la chambre d'explosion de la culasse(9) associée au dit volume(VI) ayant suivant des variante les moyens d'allumage(I0) et les moyens d'injection(A') est ax- clusivement constitué des moyens d'échappement comprenant au moins un ori fice(6) urront-. par un organe(S3) obturateur disposant des moyens de rap- pel(I2) allant à l'encontre d'un arbre à came(5) d'échappement. 6 - moteur selon la revendication I, caractérisée en ce que le carter (II) au dit volume(V2) associé au volume(VI) ayant suivant une variante des moyens d'injection(A) est constitué des moyens d'admission comprenant au moins un orifice(I4) surmonté par un organe(SI) obturateur muni des moyens de rappel(l2') allant à l'encontre de l'arbre à came(I3) d'admission. 7 - Moteur selon l'une quelconque des revendications I à 6 et pour le cas du cycle à 4Temps dans une sur-alimentation du dit volume(VI) de la chambre de travail, caractérisée en ce que le dit volume(V2) du carter(II) est associe aux dits volumes(VI) des deux chambres de travail et dont leurs pistons(I) aux moyens de transfert sont ensemble pendant leurs mouvements alternatif, soi en position distale ou soi proximale par rapport à l'axe de l'arbre prircipal(2I). 8 - Moteur selon l'une quelconque des revendications i à 7, pour un transfert rt pur du comburant dans le volume(I) de la chambre de travail avec ou pas d'un combustible approprié, caractérisée en ce que la chaine de graissasse des éléments mobile dans le volume(V2) du carter(II) est étanche. - moteur selon l'une quelconque des revendications I à 8 appliquée aux cycles de 2Temps et de 4Temps tt subissant as brusques variation de pression obtenue autour de l'organe(S2) obturateur de l'orifice(2) du piston (I), caractérisée en ce que le dit volume(V2) du carter(II) comporte des moyens élastique(I7) adapté du type élèo-pneumatique. I0 - moteur selon l'une quelconque des revendications T 'i 9 appliquée aux cycles de 2Temps et de 4Temps, ayant chacun une distribution différante et pré-réglé, caractérisée en ce que la dite distribution, agis aux régimes et/ou charges moteur pour des changements du moment de transfert et par des moyens modificateur angulaire de came(23a) ou (23c) d'échappement et (23c) ou (23d) d'admission disposés entre l'arbre pri3cipal(2I) et leurs arbres à came respectif d'echappement(5) et d'admission(I3).