Brevet FR2838478A1 — publié le 20031017

pour permettre la circulation du fluide dans l'échangeur (3). : r -1 MOTEUR A 2 TEMPS L' invention vise à réduire la pollution des moteurs 2 temps et à en améliorer le remplissage en Gaz Frais. Le dispositif selon l' invention consiste essentiellement en un Piston à couronne évoluant dans un cylindre classique o est usinée une chambre Annulaire que divise la couronne du Piston en 2 volumes variables (5) et (2), suivant sa position. La Jupe du Piston est longue aDm d'assurer s l'étanchéité de la chambre Annulaire (2) par 1'intermédiaire d'un segment inférieur. Dans cette chambre sont aspirés, comprimés puis expulsés alternativement l'Air Pur et le mélange en Gaz Frais. Le Dispositif est caractérisé par le fait que les lumières de transiert d'Air Pur (2b) sont découvertes par le Piston avant les lumières de transtert de Gaz Frais (4b). Un seul carburateur peut alimenter la chambre (5) et le carter pompe en Gaz Frais, en reliant par une tubulure extérieure (en pointillé sur le dessin) leurs 2 pipes d'admission en une seule. Le Bas cylindre (11) est démontable afm de permettre le montage du Piston. Le graissage de la chambre Annulaire est réalisé par le mélange de Gaz Frais. Le Dispositif suivant est caractérisé par le fait que le Piston comporte 4 segments dont 1 sur la calotte, 2 sur la couronne et 1 sur la jupe, celui-ci étant facultatif, les pressions existantes entre le carter Pompe (4) et la chambre (2) s'équilibrant en s'opposant. A) L'Air Pur comprimé est destiné à chasser les Gaz d'Echappement: il balaye le cylindre et précède l'arrivée des Gaz Frais. Son passage, intercalé entre Gaz d'Echappement et Gaz Frais, permet d'éviter à ces derniers de se mélanger comme sur un moteur 2 temps classique; D'o une meilleure combustion, donc un rendement supérieur, et une pollution réduite. Ce système associé à un échappement dont l'onde de pression renvoyée vers le cylindre, comme sur un moteur classique, permet de " boucher la sortie " en bloquant cet Air Pur dans la lumière d'Echappement, évitant ainsi la fuite des Gaz Frais vers l'atmosphère. 13) Le Mélange en Gaz Frais est précompressé et transtéré dans le carter pompe en fm d' admission, complétant ainsi son remplissage, la puissance et le rendement sont considérablement accrus. Ce système convient à tous moteurs à combustion fonctionnant suivant le cycle à 2 temps en Mono ou Multicylindre à allumage commandé et Diesel. Le principe de fonctionnement, visualisé par les Figures numérotées de 1 à 4 est décrit ci après. FIGURE 1 Au Point Mort Bas, le Piston (6) permet en dégageant les lumières, le transfert dans le cylindre des Gaz Frais précompressés en (4) dans le carter pompe. Simultanément se termine l'admission de mélange de Gaz Frais en (5). Les clapets (C3) d'admission de la chambre (5) se ferment, les pressions en aval et amont de ces clapets (C3) s ' équilibrant, les clapets (C2) d' admission en Air Pur de la chambre (2) sont fermés. Les clapets (C1) d'admission en mélange de Gaz Frais du carter pompe (4) sont fermés. Un bouchon d'Air Pur représenté par la flèche (AP) obstrue la lumière d'Echappement (3) sous l'effet de l' onde de Pression de retour de l' échappement (flèche GB). Les Gaz Frais (flèche GF) ne -2 peuvent plus se mélanger aux Gaz brûlés (GB), et envahissent la chambre de Combustion (1) en repoussant l'Air Pur. FIGURE 2 Au cours de sa remontée dans le cylindre, le Piston (6) comprime les Gaz Frais en (1), crée une dépression en (2) et (4), provoquant l'ouverture des clapets (C1) et (C2) correspondant et donc le remplissage en Air Pur de la chambre (2), et en mélange de Gaz Frais du carter pompe (4). Simultanément, il précomprime les Gaz Frais admis précédemment dans la chambre (5), ses clapets (C3) s'étant fermés sous l'effet de la pression. FIGURE 3 Au Point Mort Haut, I'allumage provoqué par la bougie (7) enflamme les Gaz Frais compréssés en (1) provoquant la détentè du Piston (6). L'admission d'Air Pur est terminée en (2), les clapets (C2) de cette chambre sont fermés, la dépression ayant disparue. En (4), le remplissage de mélange en Gaz Frais du carter pompe est également terminé par les clapets (C1) qui se sont refermés sous l'effet de la pression des Gaz Frais précomprimés dans la chambre du cylindre (5) et transiérés par les lumières (8) de la couronne du Piston (6) et (9) du cylindre. L'alimentation est ainsi optimale, le volume de la chambre (5) s'ajoutant à celui du carter pompe (4). FIGURE 3B Le Piston (6) descend sous la poussée des Gaz qui se détendent en (1). Les lumières (8) de la couronne et (9) du cylindre ne communiquent plus: s'ensuit une dépression dans la chambre (5) qui provoque 1'ouverture de ses clapets (C3) et le remplissage en mélange de Gaz Frais de cette chambre. Simultanément, I' Air Pur précédemment admis en (2) est comprimé, les clapets (C2) de cette chambre étant maintenus fermés par cette même pression. Les Gaz Frais précédemment admis dans le carter pompe (4) sont également en précompression. FIGURE 4 En fm de détente le Piston (6) libère successivement: 1) La lumière d'Echappement (3) par laquelle l'évacuation des Gaz brûlés commence. 2) Les lumières de transfert (2b) permettant 1'introduction de 1'Air Pur comprimé en (2) qui repousse les Gaz brûlés vers la lumière d'Echappement (3) et balaye la chambre de Combustion(l). 3) Les lumières de transfert (4b) (voir Figure 1) correspondant au mélange de Gaz Frais précomprimés dans le carter pompe (4). Et le cycle reprend. Le nombre, la forme et l'emplacement des différents transterts peuvent varier comme dans tout moteurs 2 temps. Il en est de même en ce qui concerne le volume de la chambre Annulaire et du Piston à couronne. L'Air pur peut être admis dans la chambre Annulaire (2) après passage dans un filtre à air. -3 MOTEUR A 4 TEMPS L' invention appliquée au moteur à 4 Temps, améliore l'évacuation des Gaz Brûlés en phase Echappement. La chambre de Combustion est balayée par l'Air Pur sous pression pénétrant par les lumières de transfert, refoulant les Gaz Brûlés dans l'atmosphère par la soupape d'Echappement avant d'être lui-même refoulé par le Piston. En phase admission, les Gaz Frais admis par la soupape d' admission dans la chambre de combustion sont complétés au passage du Point Mort Bas par une arrivoe d'Air Pur sous pression jaillissant des lumières de transtert, assurant ainsi un remplissage optimal du cylindre. L' invention permet d'améliorer la propreté, la puissance et le rendement des moteurs à 4 Temps, à allumage commandé et Diesel. Elle est caractérisée par un Piston à couronne (D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre (D9), formant avec ceux-ci une chambre Annulaire (Dl) admettant de l'Air Pur par l'intermédiaire des clapets (Cl9) lors de la montée du Piston (D3), et le comprimant lors de sa descente, puis le transtérant dans la chambre de Combustion (D2), la calotte du Piston (D3) découvrant les lumières de transfert (Tl) peu avant le passage du Point Mort Bas, permettant ainsi en phase admission un meilleur remplissage du cylindre et en phase Echappement une amélioration de 1'évacuation des Gaz Brûlés. Le diamètre de la Jupe du Piston, qui possède un segment d'étanchéité à sa base, est inférieur au diamètre de la tête du piston, qui, elle, possède 2 ou 3 segments. Le cylindre (D8) est complété par un cylindre de diamètre inférieur (D9) dans lequel coulisse la Jupe du Piston (D3), formant avec celui-ci une chambre Annulaire de précompression. Les lumières de transfert (T1) sont découvertes par le Piston dans la phase Echappement après l'ouverture de la soupape d'Echappement. La chambre de Compression d'Air Pur, au travers d'un filtre à air, communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire de clapets régulant son alimentation. Le principe de fonctionnement, visualisé par les Figures S. Sa et Sb est ci dessous commenté FIGURE 5 En passant par le Point Mort Bas, le Piston (D3) découvre les lumières de transtert (T1) permettant à 1'Air Pur compressé en (D1) d'envahir la chambre de combustion (D2) et complète l'admission des Gaz Frais pénétrant par la soupape d'admission (D7) alors ouverte. FIGURE 5A Les soupapes d'échappement (D6) et d'admission (D7) sont fermées. Les Gaz Frais admis précédemment sont comprimés en (D2). Le Piston (D3) en remontant crée une dépression en (D1), ouvrant les clapets (C 1 9) et permettant le remplissage en Air Pur de la chambre Annulaire (D l). FIGURE 5B Le Piston, en fin de détente, découvre les lumières (T1): L'air comprimé en (D1) pénètre dans la chambre de Combustion (D2) et repousse les Gaz brolés vers l'atmosphère au travers de la soupape d'Echappement (D6) déjà ouverte. Le Piston, au cours de sa remontée, termine l'évacuation des -4 Gaz brûlés et de l'air Pur. Le nombre, la forme, I'emplacement des lumières de transfert peuvent varier dans le but d'obtenir un rendement maximum en modifiant les diagrammes de distribution. Il en est de même en ce qui concerne les volumes de la chambre Annulaire et du Piston à couronne. Le Dispositif peut être utilisé comme compresseur d'air sur les moteurs à 4 Temps, il est alors caractérisé par un Piston à couronne (D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre (D9), formant avec ceux-ci une chambre Annulaire (D1) admettant de 1'air pur par 1'intermédiaire de clapets (C19) lors de la montée du Piston (D3), et le comprimant lors de sa descente pour alimenter un réservoir extérieur muni d'un clapet antiretour, par l'intermédiaire de passages de transtert débouchant sur une canalisation extérieure alimentant ce réservoir, le moteur fonctionnant alors comme un moteur classique, et 1'invention comme un compresseur d'air intégré. r 2838478 s NOMENCLATURE 1 - Chambre de combustion. 2 - Chambre annulaire d'air pur. 3 - Sortie d'Echappement. 4 - Carter pompe. 5 - Chambre annulaire de Gaz Frais. 6 - Piston à couronne. 7 - Bougie. 8 - Lumière de la couronne du piston. 9 - Passage de transfert du cylindre. 10 - Cylindre Supérieur.moteur - 11 - Cylindre Inférieur. 12 - Carter bas moteur. 13 - Culasse. 14 - Bielle. IS 2b - Lumière de transfert d'air pur. 4b - Lumière transfert de Gaz Frais. C I - C3 - Clapets de Gaz Frais. C2 - Clapets d'air pur. GB - Gaz Brûlés. AP - Air Pur. GF - Gaz Frais. D 1 - Chambre annulaire. D2 - Chambre de combustion. Tl - Lumières de transtert D3 - Piston. D4 - Bielle. DS - Vilebrequin. -- Soupape d'Echappement. D7 - Soupape d'admission. Cl9 - Clapets. D8 - Cylindre. D9 - Cylindre inférieur. D 10 - Carter bas moteur. D l l - Culasse. 3s Dl2-Bougie (ouinjecteur Diesel). . 2838478 -6 REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de diminuer la pollution et d'augmenter le rendement et la puissance des moteurs à combustion fonctionnant suivant le cycle à 2 temps, par carburation ou injection, caractérisé par un piston à couronne (6) évoluant dans un cylindre (1) comportant dans sa partie inférieure une chambre annulaire que divise la couronne du piston en 2 volumes variables (5) et (2) suivant sa position, la couronne du piston étant pourue de lumières (8) communiquant avec des passages de transtert (9) dès 1'approche clu Point Mvo, Haut, le mélange de Gaz fra s ét?n+ arlmis dans le volume variable (5) de la chambre annulaire par 1'intermediaire de clapets (C3) s'ouvrant par dépression lors de la descente du Piston, comprimé lors de sa remontée puis tranféré dans le volume (4) du carter Pompe par les passages de transtert (9) et les lumières (8), le carter Pompe (4) comportant d'autres clapets (Cl) d'admission de mélange de Gaz Frais, I'Air Pur étant admis dans le volume variable (2) de la chambre Annulaire par l'intermédiaire de clapets (C2) s'ouvrant par dépression lors de la remontée du Piston, comprimé lors de sa descente puis transféré dans la chambre de combustion (1) par des lumières (2b) découvertes par la calotte du Piston peu avant le Point Mort Bas, les Gaz Frais étant eux transférés dans la chambre de Combustion par des passages de transfert débouchant dans la chambre de combustion par des lumières (4b) situces au voisinage du Point Mort Bas de la course du Piston. 2) Dispositif suivant la revendication I caractérisée par le fait que le Piston comporte 4 segments dont I sur la calotte, 2 sur la couronne et 1 sur la jupe, celui ci étant facultatif, les pressions existantes entre le carter Pompe (4) et la chambre (2) s'équilibrant en s'opposant. 3) Dispositif suivant la revendication I caractérisé par un piston (6) long, la jupe de celui-ci servant - à l'étanchéité de la chambre annulaire (2) par 1'intermédiaire du segment inférieur. 4) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que les lumières de transfert d'air pur (2b) sont découverts par le piston avant les lumières de transfert de Gaz Frais (4b). ) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que le graissage de la chambre annulaire est réalisé par le mélange de Gaz Frais comme sur un moteur 2 Temps classique. 6) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un seul carDurateur peut alimenter la chambre (5) et le carter pompe (4) en Gaz Frais, en reliant par une tubulure extérieure (en pointillé sur le dessin)leurs 2 pipes d' admission en 1 seule. 7) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le bas cylindre (11) démontable afin de permettre le montage du piston. 8) Dispositif permettant de diminuer la pollution et d'augmenter le rendement et la puissance des moteurs à combustion fonctionnant suivant le cycle à 4 temps par carburation ou injection, et munis de soupapes d'admission (D7) et d'échappement (D6) caractérisé par un piston à couronne (D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre (D9), formant avec ceux-ci une chambre Annulaire (D1) admettant de 1'Air Pur par l'intermédiaire de clapets (C19) lors de la montée du Piston (D3) et -7 le comprimant lors de sa descente, puis le transférant dans la chambre de Combustion (D1), la calotte du Piston (D3) découvrant les lumières de transLert (T1) peu avant le passage du Point Mort Bas, permettant ainsi en phase admission un meilleur remplissage du cylindre et en phase Echappement améliorant l'évacuation des Gaz Brûlés. s 9) Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé par un cylindre supérieur (D8) et un cylindre inférieur de diamètre moindre (D9), dans lequel évolue un piston à couronne adapté (D3), lequel découvre dans la chambre de combustion (D2), à chaque passage au Point Mort Bas, des lumières de transfert (T1) correspondant à la chambre de précompression d'Air Pur (D1), I'Air Pur étant admis dans la chambre Annulaire (D1) de volume variable par 1'intermédiaire des clapets (Cl9) s'ouvrant sous 1'effet de la dépression crée par la montée du Piston (D3) dans le cylindre, cet Air Pur étant comprimé lors de la descente du Piston jusqu'à l'ouverture des lumières de transtert (T1) que le Piston découvre peu avant le Point Mort Bas. ) Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le diamètre de la jupe du piston, qui possède un segment d'étanchéité à sa base, est inférieur au diamètre de la tête du piston qui, elle, possède 2 ou 3 segments. 11) Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le cylindre (D8) est complété par un cylindre de diamètre inférieur (D9) dans lequel coulisse la jupe du piston (D3), formant avec celui- ci une chambre annulaire de précompression. 12) Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les lumières de transtert (Tl) sont découvertes par le Piston dans la phase de détente après l'ouverture de la soupape d'échappement. 13) Dispositif suivant les revendications 1 et 8, caractérisé par une chambre de compression d'air pur, qui au travers d'un filtre à air, communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire de clapets régulant son alimentation. 14) Dispositif pouvant être utilisé comme compresseur d'air sur les moteurs à 4 temps, alimentés par carburation ou injection, caractérisé par un Piston à couronne (D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre (D9), formant avec ceux-ci une chambre Annulaire (D1) admettant de 1'Air Pur par l'intermédiaire des clapets (C19) lors de la montée du Piston (D3), et le comprimant lors de sa descente pour alimenter un réservoir extérieur muni d'un clapet Anti-retour, par l'intermédiaire de passages de transfert détouchant sur une canalisation extérieure alimentant ce réservoir, le moteur fonctionnant alors comme un moteur classique, et 1'invention comme un compresseur d'air intégré. q i:]