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Moteur à explosion
`:
La présente invention a pour objet un moteur à explo
sion et à combustion interne comprenant au moins un
cylindre et un piston monté sur un vilebrequin assu-
rant au piston un mouvem~nt alternati~ dans le cylin-
dre provoqué par la detente d'un ~luide, une soupaped'admission autorisant l'entrée du comburant dans le
cylindre, une soupape d'échappement pour permettre
l'évacuation des gaz brûlés de ce dernier, des moyens
~ d'injection du carburant et des moyens pour en~lammer
.~ 10 le mélange comburant-carburant.
L'invention a pour but de procurer un moteur dans le-
;~s~ quel la chambre de compression du ~luide provoquant le
mouvement alternati~ du piston dans le cylindre du mo-
teur est à volume variable et` à taux de compression
constant, de telle sorte qu'il est possible de mettre
sous combustion une partie importante ou non de la to-
talité du ~luide comburant admis dans la chambre de dé-
tente du moteur à un taux de compression constant voi-
sin du taux de compression maximum que peut supporter
. sans risque de détonation le carburant utilisé et ce,
à n'importe quel régime du moteur, y compris le ralen-
ti. Ce moteur présente l'av~ntage de permettre ~m mé-
' lange homogène du carburant et du comburant quelles
. ~,. . ' .
... .
'
79~2
-- 2 ~
que soient les conditions de travail du moteur, ce qui
présente comme avantage d'obtenir une grande souplesse
de ~onctionnement, lm développement immédiat d'une puis-
sance acceptable indépendamment des conditions de tra-
vail, la suppression de carburant imbrûlé à l'échappe-
ment grâce à l'excès de comburant. Outre les avantages
susdits, le moteur suivant l'invention offre aussi l'a-
vantage de permettre, d'une part, des démarrages à froid
directs sans réchau~fage du collecteur inhérent aux mo-
teurs à injection et, d'autre part, l'utilisation d'unepompe à injection extrêmement simple du ~ait qu'il ne
~aut pas prévoir d'avance variable à l'injection, cette
dernière s'établissant en phase compression.
A cet effet, suivant l'invention, ledi-t moteur présente,
à proximité de l'extrémité du cylindre correspondant au
point mort haut du piston, un second cylindre communi-
quant avec ledit cylindre par deux conduits ménagés à
proximité des extrémités de ce second cylin~re, un pis-
ton agencé dans ce dernier pour y délimiter deux cham-
bres, chacune de ces dernières communiquant avec le cy-
lindre par un des conduits précités, les moyens d'injec-
tion et les moyens enflammant le mé.lange étant disposés
dans une de ces deux chambres, des,A,moyens étant prévus
pour déplacer le-piston du second cylindre afin de faire
varier le vol-lme de la chambre dans laquelle sont dispo-
sés les moyens d'injection et les moyens enflammant le
mélange, des moyens étant également prévus pour régler
le débit des moyens d'injection en fonction du volume de
la chambre dans laquelle sont~disposés lesdits moyens
d'injection et les moyens enflammant le mélange, les mo-
yens prévus pour déplacer le piston du second cylindre et
les moyens pour régler le débit des moyens d'injection agis-
sant en synchronisme sous l'action d'une commande action-
née par l'accélérateur du moteur, des moyens élastiques
~9~L7~
étant interposés entre le piston du second cylindre etles moyens prévus pour le déplacer a~in que les dépla-
cements dudit piston dûs aux explosions ne se répercu-
tent pas sur la commande précitée, les moyens prévus
S pour déplacer le piston du second cylindre étant en ou-
tre agencés pour que, lorsque la commande susdite n'est
pas actionnée, le piston occupe une position telle que
le volume de la chambre dans laquelle sont disposés les
. moyens d'injection et les moyens en~lammant le mélange
est à son minim~ dont la valeur est prédéterminée.
Suivant une ~orme de réalisation avantageuse du moteur
suivant l'invention, celui-ci comprend des.moyens pré-
vus pour limiter la course du piston agencé dans le se-
cond cylindre, lors du positionnement du~it piston, au
: moins dans la chambre dans laquelle sont disposés les
moyens d'injection et les moyens en~lammant le mélange,
ces moyens étant agencés de telle sorte que la limita-
tion de la course du piston correspond au volume mini-
mum précité de la chambre et, qu'en ~in de course, le-
dit piston libère entièrement l'ouverture du conduit
reliant ladite chambre au cylindre du moteur.
Suivant un mode de réalisation part.~,culièrement a~anta-
geux du moteur suivant. l'invention, la tige du piston,
du second cylindre, sur laquelle agissent les moyens
précités pour déplacer ledit piston, s'étend à travers
la chambre du second cylindre opposée à la chambre dans
laquelle sont disposés les moyens d'injection et les
moyens en~lammant le mélange, des moyens étant prévus..
sur ledit piston et du côté de la tige de ce dernier
pour obturer de manière étanche l'ouverture du conduit
mettant la chambre dans laquelle est située la tige du
piston en communication avec ].e cylindre du moteur lors-
que cette chambre a atteint un volume minimum prédéter~miné, a~in de constituer un tampon de ~luide SOllS pres-
,
~19179Z
- 4 -
....
, sion limitl~nt la course du piston dans ladite chambre
lorsque le volume de 1'autre chambre tend vers un maxi~
mum.
!-. . ,~
5 ~autres détails et particularités de l9inventi~n res- X
sortiront de la description du dessin annexé au pr~sent
mémoire et qui représente, ~ titre d'exemple n3n limita~
ti~, une Çorme de réalisa~ion p`articulière du moteur sui-
~an~ l'invention.
1 o
Le dessin est une vue schématique, en coupe et avec bri-
sures partielles, du moteur suivant l'invention,
~,
Le moteur i~ stré au dessin est un moteur à un cylindre
15 l à explosion et à combustion interne dans lequel le car-
burant, pri.ncipalement de l~essence, est in~ject~ di~
ment et dans lequel la combustion du mélan~e carburant
et comburant est obtenue par allumage commandé. Le point
mort haut du piston 2, agencé dans le cylindre 1, es~ si-
2~ ~ué à proximité immédiate de la culasse 3 pour que l'ès-
pace mort 4 soit aussi réduit que possible, une tubulure
d'aspiration S de grande dimension est m~nagée dans la
culasse 3 et met en comm~lication, par une soupape d~ad- '~
mission 6, le cylindre 1 et l~air libre, cette tubulure
~5 d~aspiration n~etant parcourue que par l'air comburant~ s
Les gaz brûlés son~ évacués du cylindre 1 par une tubu-
lure d'échappement non représentée munie d'une soupape
d'échappement 7. Le moteur présente, à proximit~ de l'~x-
trémité 8 du cylindre 1 correspondant au point mort haut
30 du piston 2, un second cylind~e 9 communiquant ~vec le
- cylindre 1 par deux conduits 10 et 11 m~nages ~ proxi-
mité des extrémités du cylindre 9 . Un piston 12 est agen-
cé dans ce cylindre 9 pour y délimiter deux chambres 13
et 1-~, ces dernières communiquant avec le cylindre 1 res-
pectivement par les conduits 10 et 11. Le piston 2, pen-
dant la première phase d'aspiration et de compression,
. ~ . . ~ .
,
..
, ," . ~ .. ~ . .
7~312
.
-- 5 --
joue le rôle de compresseur pour comprimer l'air combu-
rant, à pression constante, dans le cylindre 1 et le dé-
biter directement dans les deux chambres 13 et 14.du cy-
lindre 9, l'injecteur 15 et la bougie 16 étant situés
dans la chambre 13 de sorte que le mélange comburant-
carburant et l'allumage dudit mélange s'e~fectuent dans
cette chambre 13 de combustion, le conduit 10 étant avan-
tageusement pro~ilé pour créer une turbulence, par rota-
tion du ~luide comburant, dans la chambre 13. Le combu-
rant contenu dans la chambre 14, d'une part, constitueune réserve destinée à.assurer la combustion totale du
mélange et d'autre part, permet d'obt~nir un équilibre
de pressions entre les chambres 13 et 14 lors de la com-
bustion du mélange. Le moteur comprend des moyens 17 pour
déplacer le piston 12 dans le cylindre 9 a~in de ~aire
varier le volume de la chambre 13 en ~onction du régime
désiré pour le moteur, ainsi que des;moyens 18 pour ré-
gler le débit de l'injecteur 15, en agissant sur la cré-
maillère de réglage de la pompe d'injection 19, en ~onc-
tion du volume de la chambre 13, ces moyens 17 et-18 agis-
sant en synchronisme sous l'action d'une commande 20 cons-
tituée par un arbre 21 mis en rotation autour de son axe
par l'accélérateur du moteur. Des moyens élastiques 22
son-t également prévus sur le moteur. et sont interposés
entre le piston 12, par l'intermédiaire de la tige de pis-
ton 23, et les moyens 17 pour que les déplacements du pis-
ton engendrés par les explosions dans la chambre 13 ne se
répercutent pas sur la commande 20. Les moyens 17 sont en
outre agencés pour que, lorsque la commande 20 n'est pas
sollicitée par l'accélérateur du moteur, le piston 12 oc-
cupe une position telle que le volume de la chambre 13
est à son minimum dont la valeur est prédéterminée, ce
volume correspondant de pré~érence à la masse volumique
du comburant nécessaire au régime de ralenti du moteur.
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Les axes des cylindres 1 et 9 sont perpendiculaires a~in
de l~aciliter la construction du moteur et d'éviter d'ac-
croître le volume de la culasse. Les moyens 17 et 18 de
positionnement du piston et du réglage du débit de l'in-
5 jecteur ainsi que les moyens élastiques 22, essentielle-
ment constitués par le ressort 24 et par le vérin 26,
mettent en oeuvre des systèmes à biellettes qui sont tous
raccordés à une pièce de liaison 27 calée sur l'arbre 21
commandé par l'accélérateur du moteur. Le positionnement
10 du piston 12 s'e~ectue par l'interm~diaire d'un boîtier
28 relié à la pièce 27 et coulissant dans un guide 29
suivant l'axe de la tige de piston 23. Cette tige de pis-
ton 23 traverse ce boîtier 28, une coupelle 30, calée sur
la tige de piston 23, étant prévue dans ledit boîtier et
15 montée dans celui-ci par l'intermédiaire du ressort 24,
une butée 25 d'arrêt de course du piston 23 étant vissée
sur la tige de ce dernier et placée à l'extérieur du
boîtier 28 et coopérant avec la ~ace 32 dudit boîtier.
La course du piston 12 est limitée dans le cylindre 9,
20 par une butée 33 prévue sur la culasse et coopérant avec
la ~ace 3~ du boitier 28 pour que, d'une part, la cham-
bre 13 ne soit pas réduite à un volume minimum susdit et
d'autre part, qu'en ~in de course le piston 12 n'obstrue
pas l'ouverture du conduit 10 ~aisant communiquer la
25 chambre i3 et le cylindre. Le ressort 2~ est calculé de
telle manière que d'une part, le piston 12 est ramené
en position choisie après chaque explosion dans la cham-
bre 1 3 et d'autre part, lorsque l'arbre 21 n'est pas
sollicité par l'accélérateur, le piston 12 est ramené
30 automatiquement dans sa position qui correspond au volu-
me minimum susdit de la chambre 13. Des moyens 35 sont
avantageusement prévus pour limiter la course du piston
12 dans la chambre 1~ lorsque le volume de la chambre 13
tend vers un maximum lors de l'allumage du mélange car-
35 burant-comburant. Ces moyens 35 sont constitués par une
L7~2
-- 7
collerette 36 obturant de rnanière étanche l'ouverture
37 du conduit 11 quand la chambre 1~ atteint 1m volume
minimum prédéterminé, de sorte qu'un tampon de ~luide
se constitue dans la chambre 1~ et empêche le piston
d'entrer en contact avec la culasse. Quand l'arbre 21
est sollicité au maximum par l'accélérateur, le boî-
tier 28 susdit prend appui, par sa ~ace 32, sur un ar-
rêt 31 prévu sur le guide 29 de manière à limiter la
course du piston 12 dans la chambre 14 que la colle-
rette 36 libère entièrement l'ouverture 37 du conduit11 mettant la chambre 1~ en communication avec le cy-
lindre 1.
~uivant l'invention, des moyens non représentés sont
prévus pour utiliser l'énergie produite par le mouve-
ment linéaire alternati~ du piston 12 provoqué par l'ex-
plosion dans la chambre 13, ces moyens de récupération
d'énergie, comprenant par exemple une pompe hydraulique
axiale à volume variable commandée par la tige de pis-
ton 23, étant utilisés pour ~ournir un fluide sous pres-
sion au vérin 26 précité.
Il doit être entendu que l'invention-n'est nullement
limitée à la forme de'réalisation décrite et que bien
des modi~ications peuvent être appo'rtées à cette der-
nière sans sortir du cadre du présent brevet.
C'est ainsi que le moteur suivant l~invention peut bien
entendu comprendre plusieurs cylindres 1 ~ chacun des-
quels est associé un cylindre 9, les divers moyens etcommandes décrits ci-dessus étant agencés, comme dans
les moteurs traditionnels, pour tenir compte du décala-
ge des pistons 2 les uns par rapport aux autres.
