[0001] L'invention vise à réduire la pollution des moteurs 2 temps et à en améliorer le
remplissage en Gaz Frais. Le dispositif selon l'invention consiste essentiellement
en un Piston à couronne évoluant dans un cylindre classique où est usinée une chambre
Annulaire que divise la couronne du Piston en 2 volumes variables (5) et (2), suivant
sa position. La Jupe du Piston est longue afin d'assurer l'étanchéité de la chambre
Annulaire (2) par l'intermédiaire d'un segment inférieur. Dans cette chambre sont
aspirés, comprimés puis expulsés alternativement l'Air Pur et le mélange en Gaz Frais.
Le Dispositif est caractérisé par le fait que les lumières de transfert d'Air Pur
(2b) sont découvertes par le Piston avant les lumières de transfert de Gaz Frais (4b).
Un seul carburateur peut alimenter la chambre (5) et le carter pompe en Gaz Frais,
en reliant par une tubulure extérieure (en pointillé sur le dessin) leurs 2 pipes
d'admission en une seule. Le Bas cylindre (11) est démontable afin de permettre le
montage du Piston. Le graissage de la chambre Annulaire est réalisé par le mélange
de Gaz Frais. Le Dispositif suivant est caractérisé par le fait que le Piston comporte
4 segments dont 1 sur la calotte, 2 sur la couronne et 1 sur la jupe, celui-ci étant
facultatif, les pressions existantes entre le carter Pompe (4) et la chambre (2) s'équilibrant
en s'opposant.
A) L'Air Pur comprimé est destiné à chasser les Gaz d'Echappement : il balaye le cylindre
et précède l'arrivée des Gaz Frais. Son passage, intercalé entre Gaz d'Echappement
et Gaz Frais, permet d'éviter à ces derniers de se mélanger comme sur un moteur 2
temps classique ; D'où une meilleure combustion, donc un rendement supérieur, et une
pollution réduite. Ce système associé à un échappement dont l'onde de pression renvoyée
vers le cylindre, comme sur un moteur classique, permet de « boucher la sortie » en
bloquant cet Air Pur dans la lumière d'Echappement, évitant ainsi la fuite des Gaz
Frais vers l'atmosphère.
B) Le Mélange en Gaz Frais est précompressé et transféré dans le carter pompe en fin
d'admission, complétant ainsi son remplissage, la puissance et le rendement sont considérablement
accrus. Ce système convient à tous moteurs à combustion fonctionnant suivant le cycle
à 2 temps en Mono ou Multicylindre à allumage commandé et Diesel. Le principe de fonctionnement,
visualisé par les Figures numérotées de 1 à 4 est décrit ci après.
FIGURE 1
[0002] Au Point Mort Bas, le Piston (6) permet en dégageant les lumières, le transfert dans
le cylindre des Gaz Frais précompressés en (4) dans le carter pompe.
[0003] Simultanément se termine l'admission de mélange de Gaz Frais en (5).
[0004] Les clapets (C3) d'admission de la chambre (5) se ferment, les pressions en aval
et amont de ces clapets (C3) s'équilibrant, les clapets (C2) d'admission en Air Pur
de la chambre (2) sont fermés.
[0005] Les clapets (C1) d'admission en mélange de Gaz Frais du carter pompe (4) sont fermés.
Un bouchon d'Air Pur représenté par la flèche (AP) obstrue la lumière d'Echappement
(3) sous l'effet de l'onde de Pression de retour de l'échappement (flèche GB). Les
Gaz Frais (flèche GF) ne peuvent plus se mélanger aux Gaz brûlés (GB), et envahissent
la chambre de Combustion (1) en repoussant l'Air Pur.
FIGURE 2
[0006] Au cours de sa remontée dans le cylindre, le Piston (6) comprime les Gaz Frais en
(1), crée une dépression en (2) et (4), provoquant l'ouverture des clapets (C1) et
(C2) correspondant et donc le remplissage en Air Pur de la chambre (2), et en mélange
de Gaz Frais du carter pompe (4).
[0007] Simultanément, il précomprime les Gaz Frais admis précédemment dans la chambre (5),
ses clapets (C3) s'étant fermés sous l'effet de la pression.
FIGURE 3
[0008] Au Point Mort Haut, l'allumage provoqué par la bougie (7) enflamme les Gaz Frais
compréssés en (1) provoquant la détente du Piston (6). L'admission d'Air Pur est terminée
en (2), les clapets (C2) de cette chambre sont fermés, la dépression ayant disparue.
En (4), le remplissage de mélange en Gaz Frais du carter pompe est également terminé
par les clapets (C1) qui se sont refermés sous l'effet de la pression des Gaz Frais
précomprimés dans la chambre du cylindre (5) et transférés par les lumières (8) de
la couronne du Piston (6) et (9) du cylindre. L'alimentation est ainsi optimale, le
volume de la chambre (5) s'ajoutant à celui du carter pompe (4).
FIGURE 3B
[0009] Le Piston (6) descend sous la poussée des Gaz qui se détendent en (1). Les lumières
(8) de la couronne et (9) du cylindre ne communiquent plus : s'ensuit une dépression
dans la chambre (5) qui provoque l'ouverture de ses clapets (C3) et le remplissage
en mélange de Gaz Frais de cette chambre.
[0010] Simultanément, l'Air Pur précédemment admis en (2) est comprimé, les clapets (C2)
de cette chambre étant maintenus fermés par cette même pression. Les Gaz Frais précédemment
admis dans le carter pompe (4) sont également en précompression.
FIGURE 4
[0011] En fin de détente le Piston (6) libère successivement :
1) La lumière d'Echappement (3) par laquelle l'évacuation des Gaz brûlés commence.
2) Les lumières de transfert (2b) permettant l'introduction de l'Air Pur comprimé
en (2) qui repousse les Gaz brûlés vers la lumière d'Echappement (3) et balaye la
chambre de Combustion(1).
3) Les lumières de transfert (4b) (voir Figure 1) correspondant au mélange de Gaz
Frais précomprimés dans le carter pompe (4). Et le cycle reprend. Le nombre, la forme
et l'emplacement des différents transferts peuvent varier comme dans tout moteurs
2 temps. Il en est de même en ce qui concerne le volume de la chambre Annulaire et
du Piston à couronne. L'Air pur peut être admis dans la chambre Annulaire (2) après
passage dans un filtre à air.
MOTEUR A 4 TEMPS
[0012] L'invention appliquée au moteur à 4 Temps, améliore l'évacuation des Gaz Brûlés en
phase Echappement. La chambre de Combustion est balayée par l'Air Pur sous pression
pénétrant par les lumières de transfert, refoulant les Gaz Brûlés dans l'atmosphère
par la soupape d'Echappement avant d'être lui-même refoulé par le Piston.
[0013] En phase admission, les Gaz Frais admis par la soupape d'admission dans la chambre
de combustion sont complétés au passage du Point Mort Bas par une arrivée d'Air Pur
sous pression jaillissant des lumières de transfert, assurant ainsi un remplissage
optimal du cylindre.
[0014] L'invention permet d'améliorer la propreté, la puissance et le rendement des moteurs
à 4 Temps, à allumage commandé et Diesel. Elle est caractérisée par un Piston à couronne
(D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre (D9), formant avec ceux-ci une
chambre Annulaire (D1) admettant de l'Air Pur par l'intermédiaire des clapets (C19)
lors de la montée du Piston (D3), et le comprimant lors de sa descente, puis le transférant
dans la chambre de Combustion (D2), la calotte du Piston (D3) découvrant les lumières
de transfert (T1) peu avant le passage du Point Mort Bas, permettant ainsi en phase
admission un meilleur remplissage du cylindre et en phase Echappement une amélioration
de l'évacuation des Gaz Brûlés. Le diamètre de la Jupe du Piston, qui possède un segment
d'étanchéité à sa base, est inférieur au diamètre de la tête du piston, qui, elle,
possède 2 ou 3 segments. Le cylindre (D8) est complété par un cylindre de diamètre
inférieur (D9) dans lequel coulisse la Jupe du Piston (D3), formant avec celui-ci
une chambre Annulaire de précompression. Les lumières de transfert (T1) sont découvertes
par le Piston dans la phase Echappement après l'ouverture de la soupape d'Echappement.
La chambre de Compression d'Air Pur, au travers d'un filtre à air, communique avec
l'atmosphère par l'intermédiaire de clapets régulant son alimentation.
[0015] Le principe de fonctionnement, visualisé par les Figures 5, Sa et 5b est ci dessous
commenté
FIGURE 5
[0016] En passant par le Point Mort Bas, le Piston (D3) découvre les lumières de transfert
(T1) permettant à l'Air Pur compressé en (D1) d'envahir la chambre de combustion (D2)
et complète l'admission des Gaz Frais pénétrant par la soupape d'admission (D7) alors
ouverte.
FIGURE 5A
[0017] Les soupapes d'échappemsnt (D6) et d'admission (D7) sont fermées. Les Gaz Frais admis
précédemment sont comprimés en (D2). Le Piston (D3) en remontant crée une dépression
en (D1), ouvrant les clapets (C19) et permettant le remplissage en Air Pur de la chambre
Annulaire (D1).
FIGURE 5B
[0018] Le Piston, en fin de détente, découvre les lumières (T1) : L'air comprimé en (D1)
pénètre dans la chambre de Combustion (D2) et repousse les Gaz brûlés vers l'atmosphère
au travers de la soupape d'Echappement (D6) déjà ouverte. Le Piston, au cours de sa
remontée, termine l'évacuation des Gaz brûlés et de l'air Pur. Le nombre, la forme,
l'emplacement des lumières de transfert peuvent varier dans le but d'obtenir un rendement
maximum en modifiant les diagrammes de distribution. Il en est de même en ce qui concerne
les volumes de la chambre Annulaire et du Piston à couronne. Le Dispositif peut être
utilisé comme compresseur d'air sur les moteurs à 4 Temps, il est alors
caractérisé par un Piston à couronne (D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre
(D9), formant avec ceux-ci une chambre Annulaire (D1) admettant de l'air pur par l'intermédiaire
de clapets (C19) lors de la montée du Piston (D3), et le comprimant lors de sa descente
pour alimenter un réservoir extérieur muni d'un clapet anti-retour, par l'intermédiaire
de passages de transfert débouchant sur une canalisation extérieure alimentant ce
réservoir, le moteur fonctionnant alors comme un moteur classique, et l'invention
comme un compresseur d'air intégré.
NOMENCLATURE
[0019]
- 1 -
- Chambre de combustion.
- 2 -
- Chambre annulaire d'air pur.
- 3 -
- Sortie d'Echappement.
- 4 -
- Carter pompe.
- 5 -
- Chambre annulaire de Gaz Frais.
- 6 -
- Piston à couronne.
- 7 -
- Bougie.
- 8 -
- Lumière de la couronne du piston.
- 9 -
- Passage de transfert du cylindre.
- 10 -
- Cylindre Supérieur.moteur
- 11 -
- Cylindre Inférieur.
- 12 -
- Carter bas moteur.
- 13 -
- Culasse.
- 14 -
- Bielle.
- 2b -
- Lumière de transfert d'air pur.
- 4b -
- Lumière transfert de Gaz Frais.
- C1 - C3 -
- Clapets de Gaz Frais.
- C2 -
- Clapets d'air pur.
- GB -
- Gaz Brûlés.
- AP -
- Air Pur.
- GF -
- Gaz Frais.
- D1 -
- Chambre annulaire.
- D2 -
- Chambre de combustion.
- Tl -
- Lumières de transferts.
- D3-
- Piston.
- D4 -
- Bielle.
- D5 -
- Vilebrequin.
- D6 -
- Soupape d'Echappement.
- D7 -
- Soupape d'admission.
- C19 -
- Clapets.
- D8 -
- Cylindre.
- D9 -
- Cylindre inférieur.
- D10 -
- Carter bas moteur.
- D11 -
- Culasse.
- D12 -
- Bougie. (ou injecteur. Diesel)
- Evolution -
[0020] Les modifications apportées a l'invention visent essentiellement à en réduire le
bruit, la pollution et la consommation suivant un principe de fonctionnement différent
du premier moteur 2 temps à piston à couronne.
[0021] Le piston diffère du premier modèle, par sa couronne simple dépourvue de lumières,
qui est équipé ou non d'un segment, suivant l'option choisie. Il évolue dans un cylindre
adapté comportant, dans sa partie inférieure, une chambre annulaire dans laquelle
sont usinés des transferts destines à l'évacuation des gaz brûlés contrôlés par la
couronne du piston qui, au point mort bas, retient ces gaz dans cette chambre suffisamment
volumineuse pour les détendre et permettre, dans la chambre de combustion, l'arrivée
de gaz frais précompressés dans le carter pompe du moteur, puis, au cours de sa remontée,
retient ces gaz frais dans la chambre de combustion par l'intermédiaire des gaz brûlés,
qui sont libérés dans une zone déterminée, pour le meilleur rendement du moteur, peu
avant ou peu après la fermeture de la lumière d'échappement de la chambre de combustion,
par la calotte du piston, pour être chassé avec force dans l'atmosphère en phase descendante.
[0022] La détente du piston est prolongée jusqu'au point mort bas par le transfert des gaz
brûlés dans la chambre annulaire où ils appliquent une pression sur la couronne qui
repousse, par sa face inférieure, les gaz de la combustion précédente vers l'atmosphère
.
[0023] L'onde sonore émise par la combustion des gaz en détente est retenue dans la chambre
annulaire où elle est étouffée, le transfert des gaz brûlés vers l'atmosphère se faisant
indirectement.
[0024] Sur les moteurs a 4 temps, à injection essence et diesel, l'admission d'air pur ou
injecté de carburant peut se faire en totalité par les clapets et transférer dans
le cylindre par les lumières des transferts qui sont découverts par la calotte du
piston, au passage du point mort bas, permettant ainsi de supprimer la ou les soupapes
d'admission avec leur distribution, donc de simplifier le moteur et de diminuer les
coûts de fabrication.
[0025] Le rendement est augmenté par un meilleur remplissage du cylindre, qui, en phase
admission est en dépression jusqu'à l'ouverture des lumières communiquant avec le
cylindre inférieur du piston-pompe, qui, alors en compression, propulse, l'air pur
ou injecté de carburant dans la chambre de combustion, permettant une vitesse d'admission
et un remplissage optimal.
[0026] En phase échappement, la combustion est amélioré par l'air pur propulsé dans la chambre
de combustion, comme précedemment, il balaye le cylindre et favorise l'oxydation des
gaz. Ce systeme de piston-pompe convient egalement aux moteurs Diesel et Essence deux
temps car, capable d'envoyer un Volume d'air suffisant dans la chambre de combustion
sans l'aide de compresseur ni de soupapes tout en conservant Le systeme de graissage
sous pression classique aux moteurs quatre temps.
1. Dispositif permettant de diminuer la pollution et d'augmenter le rendement et la puissance
des moteurs à combustion fonctionnant suivant le cycle à 2 temps, par carburation
ou injection, caractérisé par un piston à couronne (6) évoluant dans un cylindre (1) comportant dans sa partie
inférieure une chambre annulaire que divise la couronne du piston en 2 volumes variables
(5) et (2) suivant sa position, la couronne du piston étant pourvue de lumières (8)
communiquant avec des passages de transfert (9) dès l'approche du Point Mort Haut,
le mélange de Gaz frais étant admis dans le volume variable (5) de la chambre annulaire
par l'intermédiaire de clapets (C3) s'ouvrant par dépression lors de la descente du
Piston, comprimé lors de sa remontée puis tranféré dans le volume (4) du carter Pompe
par les passages de transfert (9) et les lumières (8), le carter Pompe (4) comportant
d'autres clapets (C1) d'admission de mélange de Gaz Frais, l'Air Pur étant admis dans
le volume variable (2) de la chambre Annulaire par l'intermédiaire de clapets (C2)
s'ouvrant par dépression lors de la remontée du Piston, comprimé lors de sa descente
puis transféré dans la chambre de combustion (1) par les lumières (2b) découvertes
par la calotte du Piston peu avant le Point Mort Bas, les Gaz Frais étant eux transférés
dans la chambre de Combustion par des passages de transfert débouchant dans la chambre
de combustion par des lumières (4b) situées au voisinage du Point Mort Bas de la course
du Piston.
2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que le Piston comporte 4 segments dont 1 sur la calotte, 2 sur la couronne et 1 sur la
jupe, celui ci étant facultatif, les pressions existantes entre le carter Pompe (4)
et la chambre (2) s'équilibrant en s'opposant.
3. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par un piston (6) long, la jupe de celui-ci servant à l'étanchéité de la chambre annulaire
(2) par l'intermédiaire du segment inférieur.
4. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que les lumières de transfert d'air pur (2b) sont découverts par le piston avant les
lumières de transfert de Gaz Frais (4b).
5. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que le graissage de la chambre annulaire est réalisé par le mélange de Gaz Frais comme
sur un moteur 2 Temps classique.
6. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un seul carburateur peut alimenter la chambre (5) et le carter pompe (4) en Gaz Frais,
en reliant par une tubulure extérieure (en pointillé sur le dessin)leurs 2 pipes d'admission
en 1 seule.
7. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le bas cylindre (11) démontable afin de permettre le montage du piston.
8. Dispositif permettant de diminuer la pollution et d'augmenter le rendement et la puissance
des moteurs à combustion fonctionnant suivant le cycle à 4 temps par carburation ou
injection, et munis de soupapes d'admission (D7) et d'échappement (D6) caractérisé par un piston à couronne (D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre (D9), formant
avec ceux-ci une chambre Annulaire (D1) admettant de l'Air Pur par l'intermédiaire
de clapets (C19) lors de la montée du Piston (D3) et le comprimant lors de sa descente,
puis le transférant dans la chambre de Combustion (D1), la calotte du Piston (D3)
découvrant les lumières de transfert (T1) peu avant le passage du Point Mort Bas,
permettant ainsi en phase admission un meilleur remplissage du cylindre et en phase
Echappement améliorant l'évacuation des Gaz Brûlés.
9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé par un cylindre supérieur (D8) et un cylindre inférieur de diamètre moindre (D9), dans
lequel évolue un piston à couronne adapté (D3), lequel découvre dans la chambre de
combustion (D2), à chaque passage au Point Mort Bas, des lumières de transfert (T1)
correspondant à la chambre de précompression d'Air Pur (D1), l'Air Pur étant admis
dans la chambre Annulaire (D1) de volume variable par l'intermédiaire des clapets
(C19) s'ouvrant sous l'effet de la dépression crée par la montée du Piston (D3) dans
le cylindre, cet Air Pur étant comprimé lors de la descente du Piston jusqu'à l'ouverture
des lumières de transfert (T1) que le Piston découvre peu avant le Point Mort Bas.
10. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le diamètre de la jupe du piston, qui possède un segment d'étanchéité à sa base,
est inférieur au diamètre de la tête du piston qui, elle, possède 2 ou 3 segments.
11. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le cylindre (D8) est complété par un cylindre de diamètre inférieur (D9) dans lequel
coulisse la jupe du piston (D3), formant avec celui-ci une chambre annulaire de précompression.
12. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les lumières de transfert (T1) sont découvertes par le Piston dans la phase de détente
après l'ouverture de la soupape d'échappement.
13. Dispositif suivant les revendications 1 et 8, caractérisé par une chambre de compression d'air pur, qui au travers d'un filtre à air, communique
avec l'atmosphère par l'intermédiaire de clapets régulant son alimentation.
14. Dispositif pouvant être utilisé comme compresseur d'air sur les moteurs à 4 temps,
alimentés par carburation ou injection, caractérisé par un Piston à couronne (D3) évoluant dans un cylindre (D8) et un cylindre (D9), formant
avec ceux-ci une chambre Annulaire (D1) admettant de l'Air Pur par l'intermédiaire
des clapets (C19) lors de la montée du Piston (D3), et le comprimant lors de sa descente
pour alimenter un réservoir extérieur muni d'un clapet Anti-retour, par l'intermédiaire
de passages de transfert débouchant sur une canalisation extérieure alimentant ce
réservoir, le moteur fonctionnant alors comme un moteur classique, et l'invention
comme un compresseur d'air intégré.
15. Dispositif permettant de diminuer les nuisances sonores, la pollution et la consommation,
caractérisé par un piston long, à couronne simple dépourvu de lumières, évoluant dans un cylindre
adapté comportant dans sa partie inférieure, une chambre annulaire, dans laquelle
sont usinés des transferts destinés à l'évacuation des gaz brûlés contrôlés par la
couronne du piston et qui, au point mort bas retient les gaz brûlés détendus dans
le cylindre inférieur, qui est d'un volume suffisant pour faire chuter la pression
et permettre l'arrivée dans la chambre de combustion, des gaz frais précompressés
dans le carter pompe, en évitant toutes pertes, puis, au cours de sa remontée retient
les gaz frais dans la chambre de combustion, par l'intermédiaire des gaz brulés avant
de les libérer au moment où la calotte du piston referme la lumière d'échappement
de la chambre de combustion et de les repousser fortement dans l'atmosphère,dans la
phase descendante du piston, par la couronne qui prolonge la détente du piston jusqu'au
point mort bas.
16. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que le piston comporte 1 ou 2 segments sur la calotte et 1 sur la couronne, celui-ci
étant facultatif.
17. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par un piston long équipé d'une couronne dépourvue de transferts en son milieu, dont
le diamètre est calculé pour obtenir un volume suffisant pour détendre les gaz brûlés
dans la chambre de combustion.
18. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que l'évacuation des gaz brûlés vers l'atmosphère débute peu avant ou peu après la fermeture
de la lumière d'échappement de la chambre de combustion par la calotte du piston,
en tenant compte que ce moment est déterminé dans la zone où se situe le meilleur
rendement du moteur.
19. Dipositif suivant la revendication 1 caractérisé par une chambre annulaire dotée d'une sortie d'échappement à sa base et de transferts
permettant l'évacuation des gaz brulés, en tenant compte du moment de la fermeture
de la lumière d'échappement de la chambre de combustion par la calotte du piston.
20. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les gaz brulés sont rejetés dans l'atmosphère indirectement, après avoir été détendus
dans la chambre annulaire en prolongeant la détente du piston jusqu'au point mort
bas.
21. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que l'onde sonore émise par la combustion en détente est retenue dans la chambre annulaire
où elle est étouffée, le transfert des gaz brûlés se faisant indirectement.
22. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que la couronne du piston, au cours de sa remontée retient les gaz frais dans la chambre
de combustion par l'intermédiaire des gaz brûlés jusqu'à la fermeture de la lumière
d'échappement de la chambre de combustion par la calotte du piston, empêchant ainsi
toutes fuites des gaz frais dans l'atmosphère, diminuant d'autant la pollution et
la consommation.
23. Dispositif permettant, sur les moteurs à 4 temps, à injection essence et diesel, le
remplissage du cylindre en air pur ou injecté de carburant, sans soupapes d'admission,
le volume d'air admis étant directement déterminé par les différences de diamètres
et la course du piston, ces cotes étant calculés pour un fonctionnement optimun du
moteur, et permettant, dans la phase échappement, d'améliorer le balayage du cylindre
et l'oxydation des gaz par apport d'air pur.
24. Dispositif suivant la revendication 9 permettant de réduire les coûts de fabrication
en supprimant la ou les soupapes d'admission et leur distribution.
25. Dispositif suivant la revendication 9 permettant une vitesse d'admission et un remplissage
optimal du cylindre, celui-ci étant en dépression jusqu'à l'ouverture des transferts
d'admission, mis en surpression par la descente du piston.
26. Dispositif convenant aux moteurs 2 Temps Diesel et essence car capable d'envoyer un
volume d'air suffisant dans la chambre de combustion, sans compresseur ni soupape,
tout en conservant le systeme de graissage sous pression classique des moteurs 4 Temps.'