Brevet FR2852357A3 — publié le 20040917

FR 2852357 A3 20040917 FR 0303032 A 20030310 Abrégé S Moteur à explosion quatre temps utilisant un mécanisme de transformation de mouvement linéaire alternatif à amplitude variable en mouvement rotatif à couple proportionnel. Le principe j o Le moteur est une "boite étanche", constituée de quatre puits appelés cylindres dans lesquels montent et descendent de manière étanche et libre des pistons métalliques. Ce mouvement de va et vient entraîne un mécanisme de conversion de mouvement alternatif en mouvement circulaire de même sens qui communique ensuite son mouvement rotatif à un arbre de transmission Les quatre temps Le carburant arrive à une extrémité des cylindres mélangée à de l'air grâce au carburateur ou tout autre système d'injection. C'est le premier temps: l'admission. 2 C Le mélange explosif se trouve maintenant en haut du cylindre, dans la chambre de combustion. Le piston, entraîné par le mouvement du moteur, comprime le mélange. C'est le deuxième temps: la compression. A un moment précis la bougie produit une étincelle qui enflamme le mélange. Le piston est alors violemment repoussé. C'est le troisième temps:l'explosion et la détente î s Les gaz résiduels de l'explosion sont chassés vers l'extérieur du moteur. C'est le quatrième et dernier temps:l'échappement Ce cycle est déclenché simultanément dans les autres cylindres avec un déphasage imposé par un mécanisme de liaison tel que le mouvement alternatif des pistons s'autogénère à une cadence correspondant à l'équilibre des forces en présence. Description du dispositif innovant revendiqué Les cylindres sont disposés symétriquement et opposés deux à deux sur un même axe, formant ainsi un groupe élémentaire moteur. 3S Les pistons sont reliés entre eux de façon rigide par deux ensembles crémaillères et asservis en mouvement inverse par une roue dentée. La première crémaillère (CI) est simple et en prise directe avec la roue dentée intermédiaire. La deuxième (C2) se compose d'un cadre à dentures décalées du coté intérieur en prise alternativement avec deux systèmes roue libre crantées de même sens et positionnées sur 40 l'arbre moteur. Une des faces extérieures du cadre sera dentée et en prise avec la roue dentée intermédiaire. Ces mécanismes font l'objet des certificats d'utilité N0 0216452 et 0216453. Une cartérisation appropriée permet de loger le mécanisme principal et les accessoires de manière à assurer la stabilité mécanique et dynamique globale de l'ensemble moteur. Le groupe élémentaire moteur se compose donc de quatre cylindres dans lesquels se déplacent i 5 librement et façon coordonnée les pistons disposés par groupe de deux en opposition de phase ( disposition connue type"Flat-Win"). Caractéristique du fonctionnement Une première compression doit être initiée par un système de démarrage annexe pour déclencher une première explosion. La force ainsi produite servira à activer la rotation de C l'arbre moteur le cas échéant, à compresser le mélange explosif dans le cylindre opposé, à expulser les gaz brûlés dans le troisième et à aspirer le nouveau mélange provenant du carburateur ou directement injecté. Le cycle recommence immédiatement puisque le mélange explosif sera mis à feu soit à la course maximale du piston lorsque le système sera en équilibre ou à tout autre moment décidé ,Io par avance. L'amplitude des mouvements des pistons peut être variable tout en restant dans les limites de taux de compression minimal produisant l'explosion. Le déclenchement des ouvertures et fermetures d'admission et d'échappement de chaque cylindre peut se réaliser de façon conventionnelle ( arbre à cames...) ou tout autre système asservi ou commandé. 1 5 Particularités Ce mécanisme supprime le système bielle manivelle classique et entraîne l'arbre moteur dans un mouvement circulaire à couple proportionnel quelque soit l'amplitude accordée aux pistons. z o Les pistons ne passent pas par un point mort haut "obligé" et quel que soit le sens de leur mouvement engendre un même sens de rotation de l'arbre de transmission. Le mécanisme ne comportant pas de volant d'inertie est beaucoup plus léger. L'allumage peut être déclenché en tout point de la phase de compression en fonction de paramètres mesurés ou d'une programmation préétablie. Q S L'arbre de transmission se trouve dans la position débrayée si sa vitesse est supérieure au mouvement de rotation généré par le moteur. Le système ne génère donc pas de frein moteur. REVENDICATIONS Le système de transformation d'un mouvement linéaire alternatif de pistons dans leurs 5 cylindres en un mouvement circulaire de même sens et à couple constant et appliqué sur une configuration de moteur à explosion de quatre cylindres minimum et à quatre temps est revendiquée innovante sur les points suivants: REVENDICATION - 1 Un dispositif globalement innovant Ce dispositif se distingue par un mécanisme perfectionné transformant un mouvement linéaire alternatif de piston dans un cylindre produit par l'explosion et la détente d'un gaz en un i S mouvement circulaire de même sens appliqué sur un arbre de transmission et dont la décomposition est la suivante: A- Deux groupes d'actionneurs d'entrée, points d'application de mouvements et forces linéaires alternatifs d'amplitudes variables limitées par la structure physique du -1 mécanisme et de la résultante de la détente d'un gaz compressé par explosion qui en limitent la course dans chaque sens. B- Un dispositif de synchronisation en sens inverse des deux actionneurs d'entrée. C- Un dispositif de conversion de mouvements et forces linéaires et alternatifs appliqués sur l'un des actionneurs d'entrée en unmouvement rotatif. D- Un arbre principal de sortie, à sens unique de rotation, quel que soit le sens et l'amplitude de déplacement des actionneurs d'entrée. REVENDICATION - 2 Un mécanisme innovant de par sa construction Un mécanisme complet constitué des composants suivants: A- Deux groupes de cylindres juxtaposés et opposés deux à deux sur un même axe. B- Deux groupes de pistons coulissant dans les cylindres décrits cidessus reliés deux à 4 O deux de façon rigide par des systèmes crémaillères C- Un transmetteur linéaire de force par exemple: crémaillère CI dentée deux faces avec un piston fixé à chacune de ses deux extrémités et en prise avec deux roues dentées libres sur leurs axes. D- Un second transmetteur linéaire de force par exemple: crémaillère C2 en forme de cadre à dentures décalées en faces internes elle même équipée des deux autres pistons à ses extrémités et en prise extérieurement avec la roue dentée centrale. E- Deux composants mécaniques rotatifs en prise réciproquement avec les faces actives internes du transmetteur linéaire C2 et situées sur le même axe F- Un dispositif de rotation à blocage unidirectionnel de type à "roue libre" équipe chacun de ces composants rotatifs dont les dispositions et enclenchements en prise de couple positif sont de même sens. G- Un arbre principal de sortie supportant les systèmes" roue libre" 1 t H- Un dispositif de cartérisation de l'ensemble permettant de loger le mécanisme principal innovant, les accessoires indispensables tels que roulements, joints d'étanchéité.... Ne sont pas décrits les systèmes classiques d'allumage, d'admission et d'échappement d'un moteur à explosion quatre temps et quatre cylindres et de ses cycles de fonctionnement qui 15 demeurent inchangés. REVENDICATION- 3 X o Un mécanisme innovant de par son fonctionnement Le fonctionnement innovant du dispositif est tel que: A- L'arbre moteur est entraîné dans un mouvement circulaire de même sens et à couple constant quelle que soit l'amplitude accordée aux pistons. Le système biellemanivelle classique est supprimé. B- Les pistons ne passent pas par un point mort haut obligé et l'explosion peut être déclenchée à tout moment. Le dispositif ne requiert pas de volant d'inertie, est donc plus 3Q léger et présente moins d'inertie globale. C- L'allumage peut être déclenché en tout point de la phase de compression en fonction de paramètres mesurés ou d'une programmation préétablie. D- L'arbre de transmission se trouve dans la position" débrayé" si sa vitesse est supérieure au mouvement de rotation généré par le moteur. Le système ne génère donc pas de frein moteur. E- Les forces transmises par l'explosion et la détente sont intégralement répercutées, au 4 r rendement des mécanismes mis en jeu près, aux systèmes tournants. Celles-ci sont donc intégralement disponibles sur l'arbre de sortie déduction faite des composantes nécessaires à la compression, l'admission, l'échappement, le fonctionnement des accessoires moteurs et à vaincre l'inertie propre du mécanisme.