MOTEUR ENERGETIQUE A DOUBLE NIVEAUX

Description

[0001] Dans les inventions antérieures du déposant, ayant pour titres "Moteur énergétique à poly induction", objet de la demande de brevet canadien N° 2,302,870 déposée le 15 mars 2000 et de la demande de brevet internationale PCT/FR 01/00753 déposée le 14 mars 2001 sous priorité de la précédente et "Moteur énergétique anti-refoulement" objet de la demande de brevet canadien N° 2,297,393 déposée le 2 février 2000 et de la demande de brevet internationale PCT/FR 01/00309 déposée le 1er. Février 2001 sous priorité de la précédente, il a été montré d'une part comment produire des moteurs à deux temps fonctionnant strictement au gaz et d'autre part, comment produire un type d'échappement et d'intégration des gaz pour pouvoir produire des moteurs deux temps seulement à gaz, afin qu'ils soient filtrables presque à cent pour cent : FIG. I et FIG. II.

[0002] Dans plusieurs de ces cas, il était nécessaire de séparer la base du moteur d'une chambre spécifique de basse pression. Pour ce faire, on devait se servir d'une bielle fixe rattachée au piston, et dont l'action strictement rectiligne permettait de la laisser traverser la paroi du cylindre de basse compression de manière à ne pas perdre soit de sa compression, soit de la succion, selon qu'on souhaitait obtenir un moteur deux temps conventionnel ou un moteur anti-iefoulement.

[0003] Dans plusieurs cas, puisque la bielle fixe devait à son tour être rattachée à sa base à la bielle conventionnelle, cela demandait un plus grand espace pour réaliser le moteur et provoquait un point de friction dans le conduit de bielle de la paroi, qui était propice à l'usure et par conséquent à la perte de compression ou de succion.

[0004] La présente invention a pour but de montrer comment on peut corriger ces défauts, en utilisant à nouveau strictement des bielles conventionnelles.

[0005] Plus précisément, le déposant propose d'utiliser pour chaque cylindre du moteur, un vilebrequin à polymanetons chaque maneton étant relié à une bielle ou à une paire de bielles, ces bielles étant à leur tour reliées, pour l'une au piston supérieur inséré dans le cylindre principal et pour l'autre au piston inférieur inséré dans le cylindre disposé dans le piston supérieur lui-même FIG. III. Bien entendu, pour des raisons d'équilibre des pièces, le piston supérieur pourra être soutenu par un ensemble de deux bielles latérales.

[0006] Deux principales configurations sont possibles en partant de la disposition ci-dessus décrite des pièces, selon qu'on disposera les manetons inférieur et supérieur dans les parties opposées d'un même axe, ou encore dans la même partie. Dans les deux cas précités, les manetons devront être de rayon différent, à défaut les effets recherchés seraient évidemment annulés.

[0007] Dans un premier cas FIG. III ne correspondant à la présente invention, en disposant les manetons dans les parties d'un même axe, on pourra produire un moteur à deux temps, strictement à gaz, et mu par des bielles conventionnelles. En effet, en raccordant au maneton dit supérieur, deux bielles supérieures le reliant au piston supérieur, on insérera ensuite le piston dans le cylindre principal.

[0008] Puis on reliera le maneton inférieur à la bielle inférieure, qui, à son extrémité opposée sera rattachée au piston inférieur. On introduira alors le piston inférieur dans un cylindre qu'on aura placé dans la partie inférieure du piston supérieur.

[0009] La dynamique des pièces sera donc la suivante : comme les deux manetons sont, bien que dans des parties opposées, préférablement disposés sur le même axe, et que les pistons sont forcés de travailler de façon rectiligne dans des orientations de course identiques, il s'ensuit qu'à travers le mouvement de rotation du vilebrequin, chaque piston occupera la situation contraire de son piston complémentaire, au même moment.

[0010] Ainsi, lorsque le piston supérieur sera à sa phase la plus haute, le piston inférieur sera à sa phase la plus basse. Un demi tour plus loin, le piston supérieur sera à sa phase la plus basse, le piston inférieur sera à sa phase la plus haute, et ainsi de suite, successivement. Cela revient à dire qu'alors que les chambres d'explosion, à savoir les chambres du cylindre principal seront à leur compression, les chambres d'admission des gaz, c'est-à-dire les chambres du cylindre du piston supérieur, seront en phase de dilatation, à savoir d'admission maximale et inversement dans le temps suivant.

[0011] En effet, un demi-tour plus loin, les chambres d'admission des gaz étant compressées, elles pourront à leur tour injecter les gaz neufs dans des chambres de combustion dilatées, et ainsi par voie de conséquence, éjecter les gaz brûlés sous la pression de l'admission de gaz neufs, comme c'est le cas normalement dans un moteur deux temps conventionnel FIG. IV.

[0012] Dans une telle configuration, on pourra non seulement obtenir un moteur de type deux temps strictement à gaz, mais étant en outre de type anti-refoulement, si la partie cylindrée inférieure est destinée à être une chambre de succion des gaz brûlés, tel que le déposant l'a montré dans son invention dite "Moteur énergétique anti-refoulement".

[0013] Dans ce dernier cas, cependant; la disposition des manetons supérieurs et inférieurs doit être conçue différemment. En effet, bien qu'en les plaçant, comme précédemment, à des rayons différents, il faudra non seulement les disposer sur le même axe, mais de plus, dans le même quadrant. Le but de cette disposition est de forcer simultanément l'ouverture et la fermeture du cylindre principal et d'admission des gaz brûlés, de manière à ce que la succion maximale du cylindre inférieur corresponde à la fin de l'expansion des gaz brûlés.

[0014] Comme on peut le constater à la FIG. V selon l'invention, deux manetons de rayons différents seront disposés sur le vilebrequin, par cylindre. Ces deux manetons, en plus d'être disposés sur le même axe, seront sur le même quadrant. A un premier maneton sera rattachée un bielle ou un ensemble de bielles supérieures qui elles-mêmes, seront rattachées à un piston dit supérieur. Ce piston sera inséré dans le cylindre principal, muni lui-même, dans sa partie inférieure, d'un cylindre qu'on appellera cylindre inférieur. Une deuxième bielle sera reliée au maneton inférieur et à son extrémité contraire, à un piston inférieur. Ce piston sera inséré de façon coulissante dans le cylindre intégré dans la partie basse du piston inférieur.

[0015] D'un point de vue dynamique, et cela contrairement à la première réalisation, les pistons auront des moments de course similaires, mais, compte tenu des rayons différents des manetons, différents en hauteur, il y aura, bien qu'avec le même sens des courses, des points limites de différentes hauteurs. En d'autres termes, les pistons supérieur et inférieur seront simultanément à leur plus haut niveau et simultanément à leur plus bas niveau.

[0016] Les deux phases des moteurs anti-refoulement pourront donc, ici, être réalisées. En effet, lorsque les deux pistons seront à leur plus bas niveau, la succion provoquée dans le cylindre inférieur aspirera les gaz brûlés et des gaz neufs pénétreront dans le cylindre principal, par vole de conséquence. Dans le temps suivant, alors que lès deux pistons seront à leur maximum de montée dans le cylindre, l'explosion pourra se produire dans le cylindre principal et l'échappement complet et filtrable dans le cylindre inférieur.

Description sommaire des figures

[0017] 

La figure I est une reproduction de la figure XVII de l'invention du déposant ayant pour titre "Moteur énergétique à poly-induction", montrant un moteur deux temps, seulement à gaz.

La figure II est une reproduction de la figure IV de l'invention du déposant ayant pour titre "Moteur énergétique anti-refoulement", où on montre un moteur anti-refoulement fonctionnant seulement au gaz.

La figure III est une réalisation ne correspondant pas à la présente invention, où sont représentées les deux phases subséquentes du moteur.

La figure IV est une vue en trois dimensions de la réalisation précédente.

La figure V présente les deux temps principaux d'une réalisation de la présente invention, dont les manetons des vilebrequins sont disposés de manière à produire un moteur anti-refoulement. Dans cette figure, la chambre d'admission des gaz usés prend de l'expansion en même temps que celle du cylindre principal.

La figure VI est une vue en trois dimensions de la figure précédente.

Description détaillée des figures

[0018] La figure I est une reproduction de l'une des réalisations de l'invention du déposant ayant pour titre "Moteur énergétique à poly-induction". On peut y remarquer que, puisque la mécanique de ce système permet une action strictement rectiligne 1 des bielles, on a pu dès lors isoler les chambres situées dans le bas du piston et du cylindre, par une cloison 2 qui, traversée par la bielle fixe, permet une étanchéité d'avec le bas du moteur. De cette manière, on peut réaliser un moteur à deux temps, fonctionnant seulement à gaz.

[0019] La figure II est une reproduction de la figure IV de l'invention du déposant ayant pour titre "Moteur énergétique anti-refoulement". Là encore, après avoir isolé le bas du cylindre du corps du moteur, on peut produire les succions des gaz brûlés dans cette chambre, aspirant ainsi par voie de conséquence, de nouveaux gaz neufs dans la chambre principale de combustion. De cette manière, on peut produire un moteur deux temps qui sera totalement filtrable.

[0020] La figure III représente une coupe transversale des deux moments principaux (a) et (b) d'un moteur. Ici, dans le corps d'un moteur est inséré un ou plusieurs cylindres 11, de même qu'est monté rotativement un vilebrequin 5. Ce vilebrequin a la particularité, pour chaque cylindre, de posséder deux manetons, dont les rayons ne sont pas identiques et qu'on nommera maneton supérieur 6 et maneton inférieur 7. Dans le cas du maneton supérieur et afin d'assurer un équilibre dans le soutien du piston supérieur, il sera préférable d'en dédoubler 8 les bielles.

[0021] Chaque maneton sera raccordé à une bielle, ou à un ensemble de bielles, reliée ou reliées à un piston. Les bielles supérieures 9 seront reliées au piston supérieur 10. Celui-ci sera inséré de façon coulissante dans le cylindre principal 11, et sera de plus muni dans sa partie inférieure d'un cylindre 12, capable de recevoir de façon coulissante, le piston inférieur 13.

[0022] Le piston inférieur sera relié à la bielle inférieure 14 et à sa deuxième extrémité, au piston inférieur. Ce piston sera en effet inséré de façon coulissante dans le cylindre du piston supérieur 12.

[0023] Cette disposition permettra d'imiter celle des moteurs deux temps, en se servant de la chambre constituée par le cylindre du piston supérieur 12 et du piston inférieur pour aspirer les gaz neufs 16, pour ensuite les injecter dans le cylindre principal 17, en évacuant ainsi les gaz usés 18. Mais comme déjà indiqué, avec la présente configuration, ces moteurs deux temps pourront être strictement à gaz et de plus, avec seulement des bielles conventionnelles.

[0024] La figure IV est une vue en trois dimensions de la précédente, où ont été rajoutés d'une part les conduits d'entrée des gaz dans le moteur 19, puis dans le cylindre principal 20, et d'autre part les conduits d'échappement 21.

[0025] La figure V est une vue schématique des deux temps (a) et (b) principaux, de la présente invention, pour laquelle a été retenue cette fois-ci une alimentation de type moteur anti-refoulement.

[0026] Comme dans le moteur précédent, un ou plusieurs cylindres 11 sont Insérés rigidement dans le bloc d'un moteur, de même que, rotativement, un vilebrequin 5. Ce vilebrequin a la particularité, pour chaque cylindre de posséder deux manetons dont les rayons sont différents et qu'on nommera maneton supérieur 6 et maneton inférieur 7, selon qu'ils sont rattachés au piston supérieur ou au piston inférieur. Chaque maneton est relié à une bielle 9 ou à un ensemble de bielles 14, elles-mêmes reliées à un piston supérieur et à un piston inférieur. Comme précédemment, le piston supérieur 10 est inséré de façon coulissante dans le cylindre principal 11, alors que le piston inférieur sera inséré dans le cylindre du piston principal 12.

[0027] II faut cependant noter la différence principale suivante : dans la présente réalisation, les manetons inférieurs et supérieurs, qui, comme précédemment ne sont pas de mêmes rayons, seront non seulement situés sur un même axe, mais aussi dans le même quadrant. Cette disposition inversera complètement l'action des pistons entre eux. En effet, contrairement à la disposition précédente, les pistons travailleront dans le même sens, ce qui aura pour résultat qu'ils seront en même temps dans leur phase supérieure 21 et dans leur phase inférieure 22.

[0028] Ainsi donc, on pourra réaliser un moteur de type anti-refoulement. Le piston inférieur pourra, à son plus bas niveau, succionner les gaz brûlés 23, aspirant ainsi les gaz neufs dans le cylindre supérieur dans le temps suivant, les gaz seront simultanément explosés et évacués 24 par l'une et l'autre des chambres.

[0029] La figure VI est une vue en trois dimensions de la précédente réalisation. Les conduits et valves d'échappement 25, les conduits d'admission des gaz brûlés 26 et d'admission des gaz neufs 27, ont été ajoutés.

Revendications

1. Machine, telle qu'un moteur, une pompe ou un compresseur comprenant un corps de machine dans lequel est inséré rigidement au moins un cylindre principal (11) et rotativement un vilebrequin (5) muni pour chaque cylindre principal de manetons supérieurs (6) et inférieurs (7) de rayons différents auxquels sont rattachées des bielles supérieures (8, 9) et inférieures (14), comprenant en outre un piston supérieur (10) inséré dans le au moins un cylindre principal (11) et relié au maneton supérieur (6) par une bielle supérieure (8, 9) dans lequel est inséré rigidement un cylindre du piston supérieur (12), et un piston inférieur (13) inséré dans ledit cylindre du piston supérieur et relié au maneton inférieur (7) par une bielle inférieure (14), caractérisée en ce que les manetons supérieur (6) et inférieur (7) d'au moins un cylindre sont placés dans le même quadrant.

2. Machine selon la revendication 1 dans laquelle les manetons supérieur (6) et inférieur (7) sont situés sensiblement sur le même axe.

3. Machine selon l'une des revendications 1 ou 2 fonctionnant en moteur à explosion dans laquelle la combustion des gaz s'effectue dans la chambre du cylindre principal.

4. Machine selon la revendication 3 dans laquelle les chambres d'au moins un cylindre principal (11) et du cylindre du piston supérieur associé (12) sont reliées par au moins un conduit (26) permettant à au moins un instant du cycle la circulation des gaz d'une chambre à l'autre.

5. Machine selon la revendication 4 dans laquelle les gaz circulant dans ledit conduit (26) sont des gaz brûlés qui circulent lors de la phase d'échappement de la chambre du cylindre principal vers la chambre du cylindre du piston supérieur.

Claims

1. Machine, such as a motor, a pump or a compressor including a machine body in which is inserted rigidly at least one main cylinder (11) and in a rotary manner a crankshaft (5) fitted for each main cylinder with upper (6) and lower (7) pins of different rays to which are attached upper (8, 9) and lower (14) rods, further comprising an upper piston (10) inserted in the at least one main cylinder (11) and connected to upper pin (6) by an upper rod (8, 9), in which is rigidly inserted an upper piston cylinder (12), and a lower piston (13) inserted in the upper piston cylinder and connected to the lower pin (7) by a lower rod (14), characterised in that the upper (6) and lower (7) pins of at least one cylinder are placed in the same quadrant.

2. Machine according to claim 1 in which the upper (6) and lower (7) pins are located on substantially the same axis.

3. Machine according to claim 1 or 2 operating as an explosion engine, wherein the combustion of gas takes place in the chamber of the main cylinder.

4. Machine according to claim 3 in which the chambers of at least one main cylinder (11) and the associated upper piston cylinder (12) are connected by at least a conduit (26) allowing at least one moment in the cycle the movement of gas from one chamber to another.

5. Machine according to claim 4, wherein the gas flowing through the conduit (26) are burned gas circulating during the exhaust phase of the chamber of the main cylinder to the chamber of the upper piston cylinder.

Ansprüche

1. Kraftmaschine, wie Motor, Pumpe bzw. Verdichter, mit einem Maschinenkörper in welchem wenigstens ein Hauptzylinder (11) fest eingebettet ist und in welchem eine Kurbelwelle (5) mit, für jeden Hauptzylinder, oberen (6) und unteren (7) Kurbelzapfen unterschiedlicher Radien, an den oberen (8, 9) und unteren (14) Pleuelstangen verbunden sind, drehbar eingebracht ist, mit einem in dem wenigstens einem Hauptzylinder (11) eingebrachten oberen Kolben (10), der mit dem oberen Kurbelzapfen (6) über eine obere Pleuelstange (8, 9) verbunden ist, in welchem ein Zylinder des oberen Kolbens (12) fest und ein in dem Zylinder des oberen Hauptzylinders und durch eine untere Pleuelstange (14) mit dem unteren Kurbelzapfen verbundenen unteren Kolben (13) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen (6) und unteren (7) Kurbelzapfen wenigstens eines Zylinders im selben Quadrant angebracht sind.

2. Kraftmaschine nach Anspruch 1, in welcher die oberen (6) und unteren (7) Kurbelzapfen etwa auf der selben Achse liegen.

3. Kraftmaschine nach einem der Ansprüchen 1 oder 2, die als Brennkraftmaschine funktioniert in welcher die Verbrennung der Gasen in dem Kammer des Hauptzylinders stattfindet.

4. Kraftmaschine nach Anspruch 3, in welcher die Kammer wenigstens eines Hauptzylinders (11) und des Zylinders des zugeordneten oberen Kolbes (12) über wenigstens eine Leitung (26) verbunden sind, die wenigstens in einem Zeitpunkt des Kreisprozesses die Zirkulation der Gasen von einer Kammer in die andere erlaubt.

5. Kraftmaschine nach Anspruch 4, in welcher die in der Leitung (26) umlaufenden Gasen Verbrennungsgasen sind, die während des Auspuffstakts von der Hauptzylinderskammer zu der Kammer des Zylinders des oberen Kolbens fließen.

Dessins