Brevet FR2878902A1 — publié le 20060609

-1- La présente invention concerne le décalage du point mort haut par rapport à la verticale du vilebrequin dans un moteur à explosion afin d'augmenter le couple transmit par le piston au vilebrequin. En effet; dans la majorité des moteurs thermiques utilisés à l'heure actuelle; la tête de bielle tourne de manière circulaire autour de l'axe du vilebrequin ce qui permet de transformer la poussée exercée sur le piston par la détente des gaz lors de la combustion en couple transmit au vilebrequin. Dans ce système simple et éprouvé , le couple transmit à l'axe du vilebrequin pendant la rotation est proportionnel entre autre au sinus de l'angle de rotation à partir du point mort haut ( PMH) . Or, si l'on observe le diagramme théorique du cycle Beau de Rochas du fonctionnement d'un moteur à explosion 4 temps ( voir figure 1) ; on remarque que le maximum de pression dans la chambre de combustion se produit au début du temps moteur lorsque la tête de bielle est encore très proche du point mort haut après dépassement de celui-ci. C'est comme si un cycliste pédalait en exerçant une pression maximale sur la pédale lorsque celle ci se trouve pratiquement au 20 plus haut. Notre cycliste en fait dosera son effort en fonction de la position de la pédale pour améliorer son efficacité . Dans le cas d'un moteur à combustion interne; il n'est pas possible de décaler l'explosion; celle ci pour se produire nécessitant le maximum de compression c'est à dire lorsque le 25 piston est pratiquement au point mort haut. Le dispositif selon l'invention consiste à obtenir un point mort haut décalé de quelques degrés (environ 10 à 25) par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin. Pour obtenir ce résultat; Il consiste à faire tourner la tête de bielle sur un excentrique entraîné à vitesse moteur dans le même sens de rotation que le vilebrequin par un système d'engrenages (voir figure théorique 2). L'entraînement de l'excentrique tournant sur le maneton par deux engrenages de rapport 1 permet d'obtenir ce résultat. La tête de bielle décrit dans ce cas une sorte de cycloïde que l'on voit schématisée figure 3. Le temps moteur démarre 10 à 25 (selon l'importance de l'excentrique) après la verticale de l'axe du vilebrequin. Dans ce cas le sinus de l'angle de rotation au PMH passe de 0 à une valeur non nulle comprise entre 0.19 et 0.42 selon l'amplitude de l'excentrique entraînant la tête de bielle. La puissance transmise résultant entre autre calcul du produit ( pression sur le piston) x (sinus angle de rotation) s'en trouve augmentée de l'ordre de 20 à 40% au début du cycle moteur. Cette meilleure efficacité intervient pendant la phase où la pression est maximum sur le piston. Naturellement, l'axe de déplacement du piston passant par le nouveau PMH est décalé par rapport à l'axe du vilebrequin.( Voir figure 3) . L'entraînement de l'excentrique pourra être réalisé par deux pignons (exemple figure 4) ; celui entraînant l'excentrique tournant autour du pignon fixe solidaire du palier de vilebrequin; ou tout autre système par cascade de pignons amenant au même résultat. Un exemple de réalisation mécanique est représenté figures 4. Ce type de vilebrequin est adapté aux moteurs à explosion. Il est réalisable par assemblage à la presse ou par tout autre moyen mécanique. Ce dispositif est adapté aussi bien au moteurs essence que diesel car il ne modifie pas le cycle thermique mais augmente la puissance transmise au vilebrequin. On remarquera que dans le cas d'un moteur comportant plusieurs cylindres; la disposition en V de ceux-ci permet d'utiliser sur le vilebrequin un couple d'engrenages pour commander la rotation de deux excentriques si deux bielles sont entraînées par le même maneton. La figure 5 montre le calage de l'excentrique pour obtenir la courbe cycloïde décrite par la tête de bielle. -3-REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant d'augmenter la puissance d'un moteur à combustion interne par le décalage angulaire du point mort haut par rapport à la verticale du vilebrequin dans un moteur _à explosions, caractérisé par un excentrique faisant tourner la tête de bielle suivant une cycloïde par rapport à l'axe du vilebrequin. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par l'entraînement de l'excentrique dans le sens de rotation du vilebrequin à vitesse moteur par deux engrenages de rapport 1, celui entraînant l'excentrique tournant autour de l'autre solidaire du palier de 10 vilebrequin. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par 1' entraînement de l'excentrique dans le sens de rotation du vilebrequin a vitesse moteur par une cascade de pignons amenant au même résultat.