Brevet FR2900683A1 — publié le 20071109

-1- La présente invention a pour objet l'amélioration des performancedes moteurs dits à explosion .Cette invention peut s'adapter sur tous les types de moteurs à explosion : à cycle 2 temps à cycle 4 temps - à carburant liquide ( essence , diesel , autres ) à carburant gaz ( hydrogène , autres ) 1-Description et analyse du moteur à explosion qui est actuellement le plus utilisé , et dont la cinématique n'a guère évoluée depuis sa création . 1A-Il est composé d'un cylindre , d'un piston par cylindre , d'un vilebrequin , d'une bielle reliant le piston au vilebrequin . Cet ensemble pouvant être multiplié indéfiniment sauf pour le vilebrequin qui reste unitaire . 1B-Lorsque le mélange carburant / air explose , l'augmentation de la température crée un élévation de la pression dans la chambre de combustion et repousse le piston . Cette pression diminue proportionnellement à l'augmentation du volume de la chambre de compression créé par le déplacement du piston . La transformation du mouvement rectiligne du piston en mouvement rotatif du vilebrequin se fait par l'intermédiaire d'une bielle , et le résultat est appelé couple . La formule de physique du couple est C = F * L - F est la force appliquée sur la bielle par le piston . - L est le bras de levier de la bielle sur le vilebrequin . Sur un demi tour du vilebrequin L passe de 0 à D/2 pendant le premier quart de tour , puis de D/2 à o pendant le dernier quart de tour , D étant le diamètre de rotation du point de liaison bielle sur vilebrequin . Le rendement de ce mécanisme n'est pas optimum . 1C - La perte de rendement due à la perte calorifique , en particulier par l'évacuation des gaz brûlés est importante . Plus un moteur est créé pour avoir un vitesse de rotation du vilebrequin importante , plus la course du piston diminue , et plus la température des gaz évacués est importante . 1D - Le rapport volumétrique ( aussi appelé taux de compression) est fixe . Les 30 mécanismes imaginés pour le rendre variable sont mécaniquement complexes à mettre en oeuvre . 2- principe de fonctionnement de la présente invention suivant figure 1 2/1- ce moteur comporte 2 pistons P1 et P2 dans un même cylindre C , ces -2- pistons sont en opposition .Ces pistons peuvent avoir des diamètres différents dans un cylindre avec deux diamètres étagés . 2/2- ce moteur comporte deux vilebrequins VI et V2 dont la vitesse de rotation est différente d'un rapport fixe de 1 pour 2 . VI et V2 sont reliés mécaniquement et indexés l'un par rapport à l'autre . Les diamètres des vilebrequins peuvent être différents . 2/3- chaque piston est relié indépendamment à un vilebrequin par une bielle B1 et B2. Au point mort haut , c'est à dire au moment où se produit l'explosion et que les 10 pistons VI et V2 sont le plus prés l'un de l'autre : - le point B qui est la liaison de la bielle B2 sur le vilebrequin V2 est situé sur l'axe reliant l'axe du vilebrequin V2 à l'axe du piston P2 . - le point A qui est la liaison de la bielle B1 sur le vilebrequin V1 est décalé par rapport à l'axe reliant l'axe du vilebrequin VI à l'axe du piston Pl , 15 ce décalage peut être d'un côté ou de l'autre suivant le sens de rotation de VI . L'angle W déterminant la position du point A peut avoir une valeur de zéro à 90 degrés . 2/4- l'axe du vilebrequin V2 est fixe . 2/5- l'axe du vilebrequin V1 se déplace suivant D chaque fois qu'il fait un quart 20 de tour , donc à chaque fois que V2 fait un demi tour . La valeur de D peut avoir une valeur de zéro à R ( R est le rayon de V1 ) . 3-Cinématique théorique de la présente invention suivant figure 2 . Pl et P2 ont le même diamètre . V1 et V2 ont le même diamètre . 25 V1 a un sens de rotation positif . W a une valeur de 90 degrés . D a une valeur égale à R( rayon de VI ) . - phase 1: point mort haut , fin de compression du mélange carburant / air , explosion . 30 -entre phase 1 : la pression dans la chambre de combustion repousse les pistons . V1 fait 1 / 4 de tour , V2 fait 1 / 2 de tour , l'axe de V1 se déplace de D - phase 2 : point mort bas . - entre phase 2 : échappement des gaz brûlés . VI fait 1 / 4 de tour , V2 -3- fait 1 / 2 tour . L'axe de Vl se déplace de D . phase 3 : point mort haut . entre phase 3 : admission mélange carburant / air , VI 1 / 4 de tour , V2 fait 1 / 2 tour . L'axe de VI se déplace de D . phase 4 : point mort bas . - entre phase 4 : compression du mélange carburant / air , V1 fait 1 / 4 de tour , V2 fait 1 / 2 tour . L'axe de V1 se déplace de D et retrouve sa position phase 1. 4-Principe de réalisation mécanique de la présente invention suivant figure 3 : 10 Les vilebrequins sont situés sur un axe parallèle à l'axe des pistons . Les bielles BI et B2 sont reliées aux vilebrequins V1 et V2 par des bielles intermédiaires : B3 et B5 , B4 et B6 . Le vilebrequin V1 est relié au vilebrequin V2 par une bielle B7 , la liaison B7 sur VI est à l'axe de VI , la liaison B7 sur V2 -point C- est située à une côte F en fonction de 15 D . ( paragraphe 2/3 et 2/5) . La cinématique figure 4 est la même que celle décrite au paragraphe 3 . 5-Avantages de cette invention : - lorsque W est maximum , soit 90 degrés , la somme des bras de levier crées par les bielles B1 et B2 est toujours maximum , d'où un couple toujours 20 maximum . - alors que dans un moteur à explosion actuel à 1 piston par cylindre , le volume généré par le déplacement du piston est identique entre la phase explosion et la phase admission , dans cette invention le volume généré par le déplacement des pistons pendant la phase explosion est supérieur à celui généré par le 25 déplacement des pistons pendant la phase admission . Cette particularité permet une meilleure transformation de l'énergie thermique en énergie mécanique , et une baisse de température des gaz brûlés évacués . - le rapport volumétrique ( ou taux de compression) peut être rendu variable pendant le fonctionnement du moteur en rendant variable la position des 30 axe G ou K suivant T figure 3 . Revendications 1. Moteur à combustion interne utilisant 2 pistons dans un seul cylindre . Chaque piston est relié indépendamment à 2 vilebrequins . Le nombre de cylindres par vilebrequin n'est pas limité . Les vilebrequins ont une vitesse de rotation de 1 pour 2 . 1- moteur à combustion interne caractérisé par l'innovation du décalage des points de liaison des bielles sur les vilebrequins ( point A et point B ) -croquis 1-. A la phase explosion le point B liaison de la bielle B2 sur le vilebrequin V2 tournant à la vitesse rapide est situé sur l'axe reliant le centre du vilebrequin V2 au centre du piston P2 le point A liaison de la bielle B 1 sur le vilebrequin VI , tournant à la vitesse lente est décalé d'un angle W , cet angle peut avoir une valeur de ZERO à 90 degrés .croquis 1 . L'angle W peut être positif ou négatif suivant le sens de rotation de V1 . 2- moteur à combustion interne caractérisé par l'innovation que l'entraxe des 2 vilebrequins varie d'une valeur D (croquis 1 et croquis 2 ) pendant le cycle . 3- moteur à combustion interne caractérisé par l'innovation que la variation de l'entraxe des 2 vilebrequins de la valeur D se fait suivant un axe dont la position par rapport à l'axe de déplacement des 2 pistons peut avoir une valeur angulaire de 0 degré à 45 degrés . 4- moteur à combustion interne caractérisé selon les revendication 2 et 3 , que D = 0 lorsque les 2 pistons sont au point mort haut c'est à dire lorsqu'ils sont le plus prés un de l'autre , soient les phases explosion et fin d'échappement des gaz brûlés . 5- moteur à combustion interne caractérisé selon les revendication 2 et 3, que D est maximum lorsque les pistons sont au point mort bas c'est à dire lorsqu'ils sont le plus éloignés l'un de l'autre , soient les phases fin de détente des gaz brûlés et fin 30 d'admission du mélange air / carburant . 6- moteur à combustion interne caractérisé selon les revendications 2 et 3 que si D est réalisée par le déplacement de l'axe d'un seul vilebrequin , les 2 pistons d'un même cylindre peuvent avoir des diamètres différents , le cylindre aura 2 diamètres étagés . 7- moteur à combustion interne caractérisé selon les revendications 2 et 3 que les 35 positions des 2 pistons dans le même cylindre lorsqu'ils sont le plus prés l'un de l'autre sont identiques aux phases explosion , fin d'échappement des gaz brûlés , fin de compression du mélange air / carburant . 8- moteur à combustion interne caractérisé selon les revendications 2 et 3 que le volume créé par l'éloignement des pistons dans un même cylindre est différent suivant les-5- phases . Il est plus important pendant la phase détente que pendant la phase admission du mélange air / carburant . 9- moteur à combustion interne caractérisé selon les revendications 2 et 3 que le taux de compression , c'est à dire la distance entre chaque piston au point mort haut , lorsqu'ils sont le plus prés l'un de l'autre , peut être rendue variable durant l'utilisation du moteur en faisant varier la valeur D .