Brevet FR3016401A1 — publié le 20150717

L'invention porte sur un système de culasse à distribution rotative d'Admission et d'Echappement pour les moteurs 2 temps. Invention permettant l'optimisation de la puissance et du rendement. Invention relativement simple car sans ressorts ni soupapes ni arbre à came. Invention destinée aux moteurs à explosion 2 temps, monocylindre principalement, mais aussi possible sur les multi-cylindres moyennant quelques contraintes supplémentaires. Tous les types de moteurs à explosion 2 temps actuels ont les lumières d'admission et d'échappement situées dans le bas de 10 la chemise, un peut avant la fin de course au point mort bas du piston, (P.M.B) ce qui a pour inconvénient : - de limiter a surface d'ouverture de la lumière d'admission, - de limiter la surface d'ouverture de la lumière d'échappement. - L'angle de transfert est de 60° minimum (de 150° à 210°). 15 - L'angle d'échappement est de 80° mini (de 140° à 220°). - Un important balayage (échappement/admission) d'environ 60°. - Balayage polluant qui répand des hydrocarbures imbrulés. - 70° environ seulement pour l'admission dans le bas carter. - 115° environ seulement pour la précompression du bas carter. 20 - La torture des segments du piston au passage des lumières. Dans l'invention, on constate que : - La surface d'ouverture de la lumière d'admission et de la section de ses conduits est possible jusqu'à 100% de la surface du piston. - La surface d'ouverture de la lumière d'échappement et de la 25 section de ses conduits est possible jusqu'à 100% de la surface du piston. - La surface du conduit transfert est aussi possible jusqu'à 100%. - Trois éléments qui permettent la transmission constante des flux d'admission et d'échappement jusqu'à 100% sans résistance. 30 - Angle d'avance transfert réductible à 0°. (OT à 180°) - Angle de transfert réductible à 40° voire moins. (De 180° à 220°) - Angle de retard à l'échappement réductible à 0°. (FE à 180°) - Angle échappement réductible à 40°voire moins.(De 140° à 180°) - Suppression totale possible du balayage. 35 - Donc, suppression possible des pertes d'hydrocarbures imbrulés. - Donc un effet écologique positif. - L'angle de l'admission dans le bas carter atteint 140°, voire plus. - L'angle de la précompression dans le bas carter atteint 180° - Les segments du piston ne sont plus torturés. Le principe 1 de I 'invention a pour but d'améliorer considérablement les sections des passages en continu des flux des gaz d'admission, du transfert et des gaz d'échappement ceci jusqu'à concurrence de 100% de la surface du piston. Le principe 2 de l'invention va permettre d'optimiser au maximum les angles d'ouverture et de fermeture admission, précompression, transfert, compression et échappement. Le principe 3 de l'invention va permettre de supprimer le balayage, (Chevauchement de l'échappement avec l'admission) ou 10 tout au moins de le réduire. Les effets des 3 principes nommés ci-dessus ont pour but l'amélioration du rendement «chevaux/litre» et donc un effet écologique positif. La fabrication exigera peut-être une lubrification adaptée pour 15 les roulements et les segments de la culasse. Le choquage des métaux est à envisager aussi car il pourrait permettre une précision d'usinage suffisante pour éventuellement éliminer les segments. Les dessins annexés illustrent l'invention. Les figures de 1 à 8 des pages 1/8 à 4/8 montrent le concept 20 de l'invention sous différents angles et ses principaux détails. De la figure 9 à la figure 16 des pages 5/8 et 6/8 sont représentés le principe de fonctionnement de l'invention. Figure 17 de la page 7/8 représente le rotor (D) vu en coupe détaillant l'important passage d'admission de (ATA) vers (AH). 25 La figure 18 de la page 7/8 représente le diagramme du moteur 2 temps à admission par la jupe. La figure 19 de la page 8/8 représente le diagramme du moteur 2 temps à admission par distributeur rotatif dans le carter. La figure 20 de la page 8/8 représente le diagramme du 30 moteur 2 temps équipé de l'invention. Ces diagrammes permettent de constater que : - Les angles Compression et combustion sont identiques dans les trois exemples mais peuvent par contre êtres augmentés ou réduits pour l'invention suivant le résultat recherché. 35 - L'angle de précompression est de 180° pour l'invention contre 115° et 150° pour les deux autres exemples. - L'angle d'admission est de 140° pour l'invention contre 70° et 150° pour les deux autres exemples mais peut être augmenté ou réduits pour l'invention suivant le résultat recherché. - Que le transfert n'est que de 40° pour l'invention contre 60° pour les deux autres exemples mais peut encore être réduit ou déplacé au profit de l'admission et de la compression. - Que l'échappement n'est que de 40° pour l'invention contre 80° pour les deux autres exemples mais peut encore être réduit ou déplacé au profit de la détente. - Qu'il n'y a pas d'angle de balayage dans cet exemple de l'invention. Particularité très intéressante à l'encontre des pertes d'hydrocarbures imbrulés polluants et donc particularité à influence écologique positive. Balayage pouvant bien sur être envisagé au profit des angles de compression, de détente, de transfert et échappement pour améliorer la performance. Il va de soit que tous les angles, pourcentages d'ouvertures donnés et autres ne sont là qu'a titre d'exemple et totalement révisable 15 par le constructeur en fonction des essais et du résultat recherché car il n'est question dans cet exemple que de l'invention d'un principe. La figure 1 de la page 1/8 représente un moteur 2 temps équipé de la culasse (C-D) à distribution rotative. La transmission (T) de 1 sur 1 pour la distribution ainsi que l'échappement (E) de la 20 taille du piston sont bien visibles. On aperçoit la pipe d'admission (A) toujours de section égale à la surface du piston La figure 2 de la page 1/8 représente la culasse seule sous un autre angle. On aperçoit la bougie dans son logement. La figure 3 de la page 2/8 représente le stator de la culasse 25 vide, vue du coté échappement. La communication à la chambre de combustion (H) est rectangulaire et de surface identique au piston. Elle est bordée des deux logements pour les segments linéaires (S1). La lumière de communication d'échappement du rotor de distribution (CE) à la pipe d'échappement (E) est de 30 section identique au piston sans discontinuité d'un bout à l'autre. La figure 4 de la page 2/8 représente le stator vide de la culasse vue du coté admission. Le passage (TA) d'admission du bas carter à la distribution est de surface identique au piston. La figure 5 de la page 3/8 représente le stator de la culasse 35 vue de dessous. La communication à la chambre de combustion (H) (représentée par la figure 5b) passe du rectangle au cercle, et ce, toujours de surface identique au piston sans discontinuité. La communication (TA) transfert du bas carter au rotor de distribution est aussi de surface identique au piston ainsi que l'échappement 40 (E) ici bien visible. La figure 6 de la page 3/8 représente les quatre segments (Si) et (S2) et leur croisement spécial (S1 & S2) ainsi que l'encochage spécial de (S1) pour le croisement avec (S2) pour assurer la compression. La figure 7 de la page 4/8 représente le rotor (D) de la distribution. On voit que la lumière de transfert (ATA) alimentée par le bas carter communique avec la lumière de distribution (AH) à travers la distribution (D). La surface de (ATA) est égale à la surface de (AH). La lumière de distribution d'échappement (EH) communique avec la lumière (ECE) de communication à la pipe d'échappement. La surface de (EH) est égale à la sur face de (ECE). On voit aussi les deux logements pour les segments (S2). La figure 8 de la page 4/8 reprend la figure 7 vue sous un autre angle. Il serra peut-être utile d'ajouter un ou deux segments (S2) supplémentaires en bout du rotor (D) après les lumières (ATA) et surtout (ECE) pour renforcer l'étanchéité et protéger le roulement du coté échappement de la calamine. Les éléments (C&D) de la culasse pourront être usinés en un ou plusieurs éléments à la convenance du constructeur. Pour raison pratique, dans l'exemple suivant l'invention est représentée en sens anti horaire, mais les degrés sont dans le sens horaire. La figure 9 page 5/8 représente le moteur à l'angle 180°, soit au P.M.B. L'échappement du cycle précédant vient de terminer. La partie centrale de la distribution (D) est en balancement entre l'échappement et l'admission. Elle obstrue complètement l'accès (H) à la chambre de combustion. Le transfert (TA) est prêt à s'ouvrir. A 180° passés, la lumière de transfert (AH) se présentera devant la lumière (H) pour alimenter la chambre de combustion. Les figures 10 et 11 page 5/8 représentent l'angle 200°. Tous les passages pour le transfert sont à leur maximum d'ouverture, soit un passage en continu égal à la surface du piston. L'alimentation vient du bas carter qui est en surpression en passant par la lumière de transfert de (TA) vers (ATA), puis de (ATA) vers (AH) et enfin de (AH) vers (H) par l'intérieur du rotor de distribution (D). Les clapets (CL) derrière la pipe d'admission (A) sont fermés. Les flèches représentent le circuit des gaz d'admissions du bas carter vers l'ouverture de transfert (TA) à travers le conduit en transparence, puis de (TA) vers (ATA). La figure 12 page 5/8 représente l'angle 220°. L'ouverture (H) est obstrué par (D). Le transfert est complètement terminé. Le piston continu à monter, c'est le début de la compression et la dépression commence dans le bas carter. Les clapets (CL) derrière la pipe d'admission (A) s'ouvrent. Les gaz d'admission rentrent dans le bas carter, c'est l'admission. Elle durera jusqu'au P.M.H à 360°, soit sur 140°. Les flèches représentent le circuit des gaz d'admissions de la pipe d'admission (A) vers le bas carter. A noter que la figure 12 montre un exemple de bridage avec 10 une pipe admission (A) de section réduite. La figure 13 page 6/8 représente le PMH, soit l'angle 360° ou 0°. C'est la fin de la compression, de l'admission et le moment de l'allumage. Les clapets de la pipe d'admission se ferment. La lumière (H) est toujours obstruée par le rotor (D). C'est le début de 15 la détente et de la précompression. La figure 14 page 6/8 représente l'angle 140° qui est la fin de la détente. Le rotor (D) obstrue toujours l'ouverture (H) de la culasse. La lumière d'échappement (EH) est prête à se présenter devant l'ouverture (H) de la culasse. La lumière d'échappement 20 (ECE) du rotor (D) se présente devant la pipe d'échappement (E). La figure 15 page 6/8 représente l'angle 160° qui est la position ou tous les passages d'échappement sont à leur maximum d'ouverture. Vue en coupe des ouvertures (EH) et (H) qui sont bien en face. Les ouvertures (ECE) et (E) sont bien en face aussi, avec 25 un passage constant égal à la surface du piston. Les gaz d'échappement sont largement libérés sur un très court temps d'ouverture de 40° seulement. La figure 16 page 6/8 représente l'angle 180° identique à la figure 9 page 5/8 car le cycle est fini. 30 Pour l'exemple les clapets ont été placés derrière la pipe d'admission, mais il serrait plus judicieux de les loger dans le bas carter pour améliorer la précompression. Des clapets en sortie de carter (non dessinés) permettraient de renforcer l'admission. L'invention est destinée aux constructeurs de moteurs à 35 explosion 2 temps mono-cylindre à mélange, mais l'extension au multicylindre est possible soit en compartimentant le carter pour les carburants à mélange, soit par admission directe par compresseur et lubrification adéquate pour les autres carburants. Le moteur 2 temps étant naturellement plus simple et plus performant que le 4 temps, 40 avec l'utilisation de cette invention il pourrait bien détrôner le 4 temps. REVENDICATIONS1) Système de culasse à distribution rotative d'admission et d'échappement pour moteurs à explosion à 2 temps simple ou multi cylindres composé d'un stator (C) et d'un rotor de distribution (D) caractérisé en ce que le stator comprends le passage d'admission du bas carter, la lumière de communication d'échappement, la communication à la chambre de combustion, que le rotor comprends le passage assurant la communication entre le passage d'admission du stator et de la chambre de combustion, comprends le passage assurant la communication entre la chambre de combustion et la lumière d'échappement du stator, et en ce que la rotation du rotor assure le cycle de la communication du passage d'admission du stator avec la chambre de combustion, l'obstruction de la chambre de combustion pendant la compression l'explosion et la détente, la communication de la chambre de combustion avec la lumière d'échappement du stator. 2) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la communication à la chambre de combustion est de surface identique au piston.