WO2017194844A1 - Piston alternatif et contenant faisant moteur thermique, pneumatique, hybride et récupérateur d'énergie pneumatique. - Google Patents
Piston alternatif et contenant faisant moteur thermique, pneumatique, hybride et récupérateur d'énergie pneumatique. Download PDFInfo
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- WO2017194844A1 WO2017194844A1 PCT/FR2016/000086 FR2016000086W WO2017194844A1 WO 2017194844 A1 WO2017194844 A1 WO 2017194844A1 FR 2016000086 W FR2016000086 W FR 2016000086W WO 2017194844 A1 WO2017194844 A1 WO 2017194844A1
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- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0002—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
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- F02B75/00—Other engines
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Definitions
- a piston from the mechanical and technological point of view is a disk which inside a cylinder is moved back and forth to exert a pressure or transmit a movement.
- the piston in a discontinuous internal combustion engine, transforms the chemical energy produced by the combustion of a fuel into mechanical energy produced by a linear movement transformed into rotation, usually via a connecting rod and crankshaft which themselves transmit said energy to a steering wheel or a machine wheel.
- the fuel / oxidant mixture does not ignite spontaneously but is under the action of a spark generated by a spark plug which ignites the gases in the drive chamber is a strong compression.
- the spark ignition engine is a category of heat engine can be reciprocating said two-stroke or four-stroke or rotary motion so-called "Wankel".
- the engine said four-stroke is generally composed of at least one cylinder in which a piston slides in a rectilinear movement back and forth transformed into rotation via a connecting rod connecting said piston to a crankshaft.
- Each cylinder is closed by a cylinder head equipped with a spark plug or an injector and at least two valves, one to allow the supply of fuel / oxidant mixture to the cylinder and the other to allow the evacuation of the burnt gases. to the exhaust.
- This engine is called four-stroke because it requires four linear movements of the piston per operating cycle:
- the movement of the piston in its cylinder is caused by the combustion of a mixture of air and fuel which takes place during the engine time. This is the only time that produces energy, the other three consume but allow the operation.
- the displacement of the piston at the start of operation is usually performed by an external aid such as starter or launcher until at least one engine time produces a force capable of ensuring the other three times and thus start the engine.
- This engine provides only one engine time every four movements of the piston.
- Several improvements have increased its power, such as the use of a turbocharger, the direct injection of fuel at very high pressure or the use of compression at the end of the exhaust. closing the exhaust valves earlier and injecting some fuel to recreate an intermediate partial internal combustion.
- Other improvements have made it extremely clean such as for example the catalytic converter.
- the so-called two-stroke engine consists of at least one piston which moves in a cylinder and whose movement makes it possible to fill the cylinder with fuel / oxidant mixture and to evacuate the burned gases by side lights between the lower part of the cylinder. casing and the upper part of the cylinder. This type of engine therefore offers a motor time for two movements of the piston.
- the fundamental element of the operation lies in the reciprocating rectilinear movement of the piston or pistons that penetrate inside a corresponding cylindrical cavity closed by a cylinder head.
- said yoke comprising an ignition and / or injection element generally designated by the term "spark plug” or “injector” and at least two valves, one for admission and one for exhaust.
- the female piston of the invention is an all-weather engine thus having two engine times. It works without camshaft and can be used with diesel.
- the female piston of the present invention provides a major novelty compared to the main four-stroke and two-stroke internal combustion engines. In the four-stroke engine only one time is active, therefore motor and energy producer, the other three times are energy consumers.
- the female piston engine of the invention has all its times that are engines because the preparation of the engine time is concomitant since performed in adjoining rooms and communicating with the drive chamber. With all of its times being driven, the engine made with the female piston of the invention has a reactivity and a power two to four times greater.
- the female piston motor of the present invention is characterized in the first place in that the operating cycle is accomplished not in a single cylindrical space but in three specific and integral double chambers, preferably aligned and cooperating functionally with each other, of which the central double chamber is the combustion chamber, the others being respectively the inlet-compression chamber and the exhaust-expansion chamber.
- the single piston whose displacement is rectilinear and reciprocating is connected by a pair of rods to a crankshaft to generate the rotary movement of the motor shaft.
- the internal combustion engine of the present invention is characterized by the fact that the piston does not circulate inside a hollow cylindrical space of the cylinder head but, on the contrary, said piston, called a female piston, itself same container comes to cover the breech in a rectilinear and alternating movement pushing and successively pulling the connecting rod to rotate the crankshaft.
- a female piston itself same container comes to cover the breech in a rectilinear and alternating movement pushing and successively pulling the connecting rod to rotate the crankshaft.
- This patent still has the circulation of piston elements within a hollow space of the engine cylinder head, a feature that completely differentiates it from the patent of the present invention.
- This patent describes a motor providing on a single connecting rod work per engine revolution equivalent to the work provided by a two-stroke engine. It makes it possible to greatly increase the efficiency and decrease the consumption and the rejection of the polluting gases.
- the engine of the patent Jean-Yves BLAIN presents a piston driven by a connecting rod connected to a crankshaft, which circulates inside a cylindrical hollow chamber, sufficient characteristic to differentiate the concept of the object concept of the invention of this patent.
- the present invention relates to a female piston that can constitute a motor at all times engines, whether it is internal combustion or pneumatic.
- the engine piston of the present invention is characterized in that it comprises four hollow cylinders of the same length associated and juxtaposed in line, three of these four hollow cylinders being of the same internal diameter, the fourth being of smaller internal diameter than the three others and representing between 10% to 30% of the latter.
- This last hollow cylinder of reduced diameter is placed between the first and the second of the three aligned hollow cylinders.
- the four hollow cylinders juxtaposed in line are separated in two equal parts, perpendicularly to their longitudinal axis, by a double median plane so as to form on the one hand said double central plane four hollow cylinders and on the other hand of said double median plane four hollow cylinders, each cylinder opposite on either side of the double median plane having the same longitudinal axis as the hollow cylinder to which it is opposite, each cylinder opposite on either side of the double median plane having the same shape, the same dimensions and the same volume as the hollow cylinder opposite which it is, each plane of the double median plane constituting the bottom of four hollow cylinders to thus constitute a set of eight cylindrical chambers open to specific functions is:
- Inlet-Compression Chamber Two opposing larger diameter chambers for admission-compression and hereinafter referred to as: Inlet-Compression Chamber.
- Pressure Reserve Chamber Two opposing smaller diameter chambers for the pressure reserve and hereinafter referred to as: Pressure Reserve Chamber.
- Driving chamber Two opposite large diameter chambers intended for the explosion and hereinafter referred to as: Driving chamber.
- Extraction-exhaust chamber Two opposite large diameter chambers for the exhaust-exhaust designated hereafter: Extraction-exhaust chamber.
- the female piston described above does not circulate inside a hollow volume, but each of its chambers circulates outside designated solid, raised and convex volumes. hereinafter "cylinder head", each of the aforementioned chambers coming to cover its respective cylinder head to form the engine.
- the fixed parts of said engine are constituted by the "yoke", the frame, the housing, the fixed axes of rotation of the ring locking mechanisms and levers, oil pump piping, crankshaft bearings, high pressure compressed air tanks, etc.
- the fixed parts called “breech” which are covered by the chambers of the female piston are integral with a fixed mechanical chassis called “motor frame”, they are eight in number, slightly smaller in diameter than the internal diameter of the chambers by which they are covered and each of them is capped by the walls of the chamber of the female piston associated with it.
- said "breech” will be designated below by:
- Intake-compression cylinder head which is covered by the intake-compression chamber
- - Pressure reserve cylinder head which is covered by the pressure reserve chamber
- Exhaust-exhaust head that is covered by the exhaust-exhaust chamber.
- Each “yoke” has on the peripheral plane of its active end that is to say the closed portion cooperating with the bottom of the female piston, at least two grooves each for receiving a sealing segment to be in contact with the inner peripheral plane of the room in which it is located.
- Each space between the segments of each yoke, called “intersegmental space” has duct outlet orifices allowing the supply of lubrication between the "cylinder head” and the piston chamber which caps it.
- the "intake-compression yokes” have a cylinder head valve which closes when the corresponding chamber advances and compresses the gas, on the contrary this valve opens when the corresponding chamber is withdrawn to suck up the gases that are withdrawn. in the crankcase after passing through a filter.
- the "pressure reserve heads” have a cylinder head valve which is remotely controlled from the outside of the piston, it allows to regulate the pressure inside the pressure reserve chamber.
- the “driving heads” are equipped with at least one fuel injector and at least one high pressure pneumatic injector and an ignition or heating system of the chamber (spark plug or preheating plug) said elements being powered by pumps and systems external to the engine proper and electrically powered or driven by the engine itself.
- exhaust-exhaust cylinder head has a cylinder head valve which closes when the corresponding chamber is removed to reduce the pressure, unlike this valve opens when the chamber moves on the cylinder head in order to reduce the pressure. evacuate the flue gases in the exhaust pipes.
- the casing enveloping the so-called “chassis casing” engine is soundproofed and cooled by ventilation and / or controlled ventilation, the air cools the female piston and simultaneously raises its temperature and its pressure in contact with the "exhaust-exhaust cylinder heads”. is then removed and filtered to join the "intake-compression yokes".
- the “chassis housing” has crankshaft support bearings and cam rails, rotating rollers guides of the swinging levers of the intake rings and exhaust rings as well as other points for fixing the motor on the object to be motorized. .
- it contains very high pressure compressed air tanks which are thus maintained at high temperature.
- a communication connecting each of the "inlet-compression chambers" to each of the "pressure reserve chambers” opposite it is carried out by means of a conduit, so that the compressed air in each "chamber” admission-compression "is transferred by said conduit into the" pressure reserve chamber "opposite it.
- This cross transfer of compressions leads to the admission of a volume of pre-compressed air at the right moment of the functioning in each "driving chamber”.
- the pressure thus transferred into the "pressure reserve chamber” is maintained by means of a non-return valve.
- each of the opposite "drive chambers" of the female piston has a peripheral space, in other words a bore coming from the opening plane of the "driving chamber”, hereinafter referred to as “bushing bore”, of longitudinal depth. less than the depth of the "drive chamber” and of sufficient diametric depth to receive the displacement of two successive movable rings, such that the outer diameter of said successive mobile rings is in contact with the diameter of the bore bearing rings in which they move and the inner diameter of said successive movable rings is merged with the inner diameter of the "driving chamber".
- the two successive movable rings are independent of one another and movable relative to each other within the "bushing bore” which receives them, they can move alone or together.
- One of its two successive mobile rings is of reduced height and placed at the bottom of the "ring bore” to the bottom of the "drive chamber", it is hereinafter referred to as the "intake ring”.
- the other movable ring that succeeds the "inlet ring” has a height equivalent to the entire remaining height of the "bushing bore”, it is hereinafter referred to as “exhaust ring ".
- the diameter of the "bushing bore” is provided with at least two grooves each receiving a segment to seal and lubricate the movement of the rings.
- each of the "contact tabs” integral with each of the movable rings is subjected to the action of a return spring to return it to the initial position.
- Each return spring is integrated in a hollow housing located inside the peripheral body of the "driving chamber” hollow housing in which the "tilting lever” and the “contact tab” come alive under the effect of the profile. of the corresponding "cam rail”.
- the female piston serves as a motor brake and a pneumatic energy recuperator by becoming a two-stage compressor where the air is compressed in the "inlet-compression chamber” and then compressed again in the "pressure reserve chamber” To be recovered at very high pressure through the "pressure reserve chamber” high-head valve and the pressure recovery valve that directs the compressed air twice towards the "mixing chamber”. pressure "when operating as a pneumatic motor or to the pneumatic high pressure reserve in case of braking energy recovery.
- peripheral channel Inside the peripheral wall of each "drive chamber”, at the rear of the peripheral plane of the "ring holder bore” and out of the intersegmental lubrication zones, a peripheral channel called “peripheral communication channel” coming from of each pressure reserve chamber is provided.
- This communication channel communicates with the inside of the bushing bore and thus with the interior of the drive chamber by means of a plurality of small radial channels, each opening through an orifice called “inlet orifice”.
- Inlet orifice These admission ports are all located on the same generator and the upper level of the intake ring to be simultaneously discovered by a reduced displacement of the movable rings.
- This device has the function of rapid transfer of the intake gas when the piston is at the end of the stroke, to achieve by a reduced displacement optimum compression ensuring good internal combustion.
- Each intake port is provided with a seal permitting sliding of the outer peripheral plane of the intake ring.
- a device for alternately locking or releasing the mobile rings and preventing their displacement by inertia during the internal combustion or allow their sliding for admission or extraction of gases.
- the intersegmental lubrication of the mobile rings is provided by the same oil pump system as that used for the inter segmental lubrication of the cylinder heads.
- Two tubes per driving chamber are secured to the frame and connected to an oil supply circuit. Each tube slides inside a cylindrical space filled with oil located diametrically on either side of the drive chamber. Each of these cylindrical spaces communicates with the inter segmental lubrication spaces located at the periphery of the bushing space.
- Each of the tubes is equipped at the end with valves with opposite opening so that when a tube enters the cylindrical space filled with oil its valve is closed so that it acts as a piston while simultaneously, the tube diametrically opposite is open to allow the evacuation of the lubricant.
- This association of tubes with the movements of the piston acts as a penetrating oil pump, feeding the automatic lubrication of the inters segmental spaces of the mobile rings and the yokes of the female piston of the invention.
- each of the yokes communicate with each other so that the above lubrication device can feed all the inters segmental spaces of the assembly of the cylinder heads.
- the female piston of the invention can transmit its energy in two different modes; a first mode of arranging the crankshaft opposite one or the other of the end planes of the female piston, said crankshaft animating a female piston on either side of its place of rotation, or a second mode consisting of that the crankshaft acts within a free space separating a female piston into two equal parts, consisting of two median planes perpendicular to the axis of the female piston, the latter being constituted in a single piece composed of two identical parts separated by a free space in which the crankshaft acts.
- the crankshaft can act on an axis perpendicular or parallel to the axis of the female pistons to be animated.
- the female piston of the invention is preferably provided on and at least one location of at least two generatrices of its outer peripheral plane of rotating rollers so as to better guide its movements inside a support frame.
- the present invention consists of an external reciprocating female piston and containing for internal combustion engine or pneumatic, characterized in that unlike all existing piston engines, said piston is not designed to move inside of a hollow and fixed cylinder closed by a cylinder head, but to move outside by covering a projecting and fixed yoke, so it is an external and containing reciprocating piston.
- the fourth volume of lower capacity constitutes a pressure reserve chamber placed between on the one hand the inlet-compression chamber and on the other hand the driving chamber.
- the communication between the various chambers is provided mainly by the opening and closing of communication ports by means of rings internal to the drive chamber, said rings being driven by rocking levers provided with rotating rollers and resting on the profile. external cam rails. The lubrication of the moving parts is ensured by the proper movements of the female piston of the invention.
- the female piston is composed of four hollow cylinders juxtaposed in line, three of which are of the same capacity and one of a lower capacity representing 10 to 30% of the volume of the other cylinders, the smallest hollow cylinder being located on the same line and between one or the other of the end cylinders and the central hollow cylinder.
- the four hollow cylinders juxtaposed in line are separated into two equal parts and perpendicular to their longitudinal axis, by a median plane so as to form on the one hand said central plane four hollow cylinders and on the other hand of said median plane four other hollow cylinders, each cylinder opposite on either side of the median plane having the same longitudinal axis as the hollow cylinder to which it is opposite, each cylinder opposite on both sides of the plane median having the same shape, the same dimensions and the same volume as the hollow cylinder opposite it, the median plane constituting the bottom of each of the four opposed hollow cylinders to thus constitute a set of eight active cylindrical chambers open to the functions specific:
- admission-compression chambers Two opposing rooms called admission-compression chambers.
- the four hollow cylinders juxtaposed in line are separated into two equal parts and perpendicular to their longitudinal axis, by a double median plane so as to form on the one hand said double center plane four cylinders hollow and on the other hand of said double median plane four other hollow cylinders, each cylinder opposite on both sides of the double median plane having the same longitudinal axis as the hollow cylinder to which it is opposite, each opposite cylinder of the other of the double median plane having the same shape, the same dimensions and the same volume as the hollow cylinder opposite it, each plane of the double median plane constituting the bottom of four hollow cylinders to thus constitute a set of eight chambers Active cylindrical open to specific functions: - Two opposing rooms called admission-compression chambers.
- each of the intake-compression chambers, the pressure reserve chamber, the driving chamber and the exhaust-exhaust chamber receives at its interior a projecting and fixed portion integral with a chassis.
- fixed engine called "breech”.
- the movable part of the engine is constituted by the female piston
- the fixed parts are constituted by the yokes and the motor frame which they are secured, the housing, the fixed axes of rotation, the cam rails, the oil pump pipes, crankshaft bearings etc.
- the fixed parts called “yoke” which penetrate inside the chambers of the female piston are integral with a fixed mechanical chassis called “motor chassis”. They are eight in number, of diameter slightly smaller than the inside diameter of the chamber by which it is covered and the outside of each of them is in contact with the inside of the walls of the chamber of the female piston which is associated.
- Intake-compression cylinder head which is covered by the intake-compression chamber
- - Pressure reserve cylinder head which is covered by the pressure reserve chamber
- each of the yokes of the fixed motor chassis has on the peripheral plane its active end, that is to say the closed part which enters the chamber which receives it, from minus two grooves each for receiving a sealing segment to be in contact with the inner peripheral plane of said chamber.
- each space between the segments of each yoke called “intersegmental space” has duct outlet orifices allowing the supply of lubrication between the cylinder head and the piston chamber who is wearing it.
- each cylinder head has a cylinder head valve which closes when the corresponding chamber advances and compresses the gases and opens when the corresponding chamber withdraws. to suck the gases that are taken from the engine chassis housing after passing through a filter.
- each cylinder head has a cylinder head valve which is remotely controlled from the outside of the piston, it allows to regulate the pressure inside the chamber. pressure reserve.
- each driving yoke is equipped with at least one fuel injector and at least one high pressure pneumatic injector as well as an ignition or heating system of the chamber. (Spark plug or preheating), said elements being powered by pumps and systems external to the engine itself and powered electrically or driven by the engine itself.
- each exhaust-exhaust cylinder head has a high-head valve which closes when removing the corresponding chamber to reduce the pressure, it opens when the chamber advance on the cylinder head to evacuate the burnt gases in the exhaust pipes.
- the casing enveloping the so-called “chassis casing” engine is soundproofed and cooled by ventilation and / or controlled ventilation, the air cools the female piston and simultaneously raises its temperature and its contact pressure. exhaust-exhaust heads, it is then removed and filtered to join the intake-compression yokes.
- the frame housing has crankshaft support bearings and other guide rails guide rollers of the rocking levers for the intake rings and exhaust rings and other axes of rotation and points to fix the motor on the object to be motorized.
- each inlet-compression chamber communicates with the pressure reserve chamber which is opposite to it by means of a conduit, so that the compressed air in each chamber of admission-compression is transferred by said conduit into the pressure reserve chamber opposite it.
- this cross-transfer of compressions leads to the admission of a volume of pre-compressed air at the right moment of operation in each driving chamber.
- the pressure thus transferred into the pressure reserve chamber is maintained by means of a non-return valve.
- the intercommunication between the pressure reserve chambers, the drive chambers and the extraction-exhaust chambers of each opposite part of the female piston is effected by closed communicating free spaces or released by moving animated bushings inside the drive chamber.
- the peripheral wall of each of the opposite drive chambers of the female piston has a peripheral space, in other words a bore coming from the plane of opening of the driving chamber, hereinafter referred to as “bore bushing holder "of longitudinal depth less than the depth of the driving chamber and of sufficient diametric depth to receive the displacement of two successive mobile rings, such that the outer diameter of said successive mobile rings is in contact with the diameter of the bore bore rings in which they move and the inner diameter of said successive movable rings is coincident with the inner diameter of the drive chamber.
- the two successive mobile rings are independent of one another and movable relative to each other inside the bushing bore which receives them, they can move alone or together.
- One of its two successive mobile rings is of reduced height and placed at the bottom of the bushing bore, towards the bottom of the drive chamber, it is hereinafter referred to as the "inlet ring”.
- the other movable ring which succeeds the intake ring has a height equivalent to the entire remaining height of the bore bushing ring, it is hereinafter referred to as the "exhaust ring”.
- the bushing bore is provided on its inner peripheral plane with at least two grooves to each receive a segment to seal and lubricate the movement of the rings.
- the intake ring and the exhaust ring of each of the driving chambers are made mobile inside the bore bearing rings, by means of integral tabs and secured to each of them called “contact tab", each of said contact tabs being actuated by a rocking lever, provided at its outer free end to the body of the drive chamber, a rotating roller held in contact with the "contact tab
- a support spring in support of the rocking levers and mobilized by an outer rail acting as a cam hereinafter referred to as "rail-cam”.
- each of the integral contact tabs of each of the mobile rings is subjected to the action of a return spring to bring it back to the initial position.
- Each return spring is integrated in a hollow housing located inside the peripheral body the driving chamber, hollow housing in which the tilting lever and the contact lug come to life under the effect of the profile of a corresponding cam rail.
- a peripheral channel called “peripheral communication channel” from each pressure reserve chamber is provided inside the peripheral wall of each driving chamber, at the rear of the peripheral plane of the bore rings and out of inter segmental lubrication zones.
- This communication channel communicates with the inside of the bushing bore and thus with the interior of the drive chamber by means of a plurality of small radial channels, each opening through an orifice called “inlet orifice”.
- Inlet orifice are all located on the same generator and the upper level of the intake ring to be simultaneously discovered by a reduced displacement of the movable rings.
- This device has the function of rapid transfer of the intake gas when the piston is at the end of the stroke, to achieve by a reduced displacement optimum compression ensuring good internal combustion.
- Each intake port is provided with a seal permitting sliding of the outer peripheral plane of the intake ring.
- four axes of rotation pass through the female piston and allow rotation of a mechanical part alternately to block the movable rings to prevent their displacement by inertia during internal combustion or to release them to admit or extract the gases.
- These four fixed axes which pass through the female piston allow the rotation of the tilting levers retaining hooks so that the rollers of the swinging levers no longer support the cam rails to no longer open the communications between the "pressure reserve chamber” and the "driving chamber” and between the "driving chamber” and the "exhaust-exhaust chamber”.
- the female piston serves as a motor brake and a pneumatic energy recuperator by becoming a two-stage compressor where the air is compressed in the "inlet-compression chamber” and then compressed again in the "pressure reserve chamber” ", To be recovered at very high pressure through the high-head valve of the" pressure reserve chamber “and the pressure-recovery valve that directs the compressed air twice towards the mixing chamber. pressure when operating as a pneumatic motor or to the pneumatic high pressure reserve in case of energy recovery during braking.
- the inter-segmental lubrication of the mobile rings and fixed yokes is provided by the same oil pump system driven by the movement of the female piston.
- the lubrication system consists of two tubes per drive chamber, secured to the frame and connected to an oil supply circuit. Each tube slides inside a cylindrical space filled with oil located diametrically on either side of the chamber driving. Each of these cylindrical spaces communicates with the inter segmental lubrication spaces located at the periphery of the bushing space.
- Each of the sliding tubes is provided at the end with an identical opening valve which opens and closes alternately, so that when a tube enters the cylindrical space filled with oil, its valve is closed so that it acts as a piston while simultaneously, the diametrically opposite tube leaving the cylindrical space filled with oil is opened to allow the removal of the lubricant.
- This association of tubes with the movements of the piston acts as a penetration oil pump supplying the automatic lubrication of the inters segmental spaces of the mobile rings and the yokes of the female piston of the invention.
- the intersegmental spaces of each of the yokes communicate with each other so that the lubrication device can feed all the intersegmental spaces of the assembly of the cylinder heads.
- the female piston is driven by one or two rods associated on the one hand in the middle of the double median plane separating the female piston in two equal parts and on the other hand to a crankshaft set rotation in an axis perpendicular to the axis of displacement of the female piston.
- the female piston is preferably driven by two connecting rods associated on the one hand to the body of the female piston and on the other hand to a crankshaft disposed opposite one or the other of the planes end of the female piston, so that the crankshaft simultaneously animates two female piston placed on either side of its place of rotation.
- the female piston is provided at at least one place with at least two generatrices of its outer peripheral plane, rotating rollers flowing on a plane secured to the motor chassis, so as to accompany and guide its movements inside said motor chassis.
- the female piston is provided with cooling fins.
- Figure 1 is a perspective view of the female piston of the invention, the four cylinders being divided into two equal parts by a median plane. The fasteners of the point of rotation of the rods are at the end.
- Figure 2 is a perspective view of the female piston of the invention, the four cylinders being separated in two by a double median plane. Fixations of the points of rotation of the rod or rods are located on one side of the double central plane.
- Figure 3 is a schematic view in median perspective section of the female piston of the invention.
- Figure 4 is a schematic sectional view of the engine frame equipped with its cylinder heads.
- Figure 5 is a view in median section of the female piston mounted in the engine frame and its cylinder heads.
- Figure 6 is a cross-sectional view of the female piston of the invention showing the device for moving the movable rings.
- Figure 7 is a local sectional view of a drive chamber including in its peripheral wall the device for moving the movable rings.
- the female piston (PF) is composed of four hollow cylinders juxtaposed in line (C1) (C2) (C3) (C4) of which three (C1) (C3) (C4) are the same capacity and a (C2) of a lower capacity representing 10 to 30% of the volume of the other cylinders, the smallest hollow cylinder (C2) being located on the same line and between one or other of the cylinders d end (C1) (C4) and the central hollow cylinder (C3). (See Fig 1).
- CHI admission-compression chambers
- CHP1 pressure reserve chambers
- CHM1 motor chambers
- the four hollow cylinders juxtaposed in line are separated into two equal parts and perpendicular to their longitudinal axis, by a double median plane (DPM) so as to constitute on the one hand said double plane median (DPM) four hollow cylinders (C1) (C2) (C3) (C4) and on the other hand of said double median plane (DPM) four other hollow cylinders, (C1) (C2) (C3) (C4) each opposite cylinder on either side of the double median plane (DPM) having the same longitudinal axis as the hollow cylinder to which it is opposite, each cylinder opposite on both sides of the double median plane (DPM) having the same shape, the same dimensions and the same volume as the hollow cylinder opposite which it is, each plane (DPMI) (DPM2) of the double median plane (DPM) constituting the bottom of four hollow cylinders to thus constitute a set of eight active cylindrical chambers open
- CHI admission-compression chambers
- CHP1 pressure reserve chambers
- CHM1 motor chambers
- each of the inlet-compression chambers (CHAI) (CHA2) pressure reserve chamber (CHP1) (CHP2) drive chamber (CHM1) (CHM2) and extraction chamber- exhaust (CHE1) (CHE2), covers in its interior a solid solid part fixed and fixed to a fixed engine chassis, called "breech".
- the movable part of the motor is constituted by the female piston (PF)
- the fixed parts are constituted by the yokes and the motor frame which they are secured, the housing, the fixed axes of rotation, the cam rails, the pump pipes oil, crankshaft bearings etc. (See Fig 5).
- the fixed parts called “yoke” are covered by the interior of the chambers of the female piston (PF) are integral with a fixed mechanical chassis called “motor chassis” (CM). They are eight in number, slightly smaller in diameter than the inner diameter of the chamber by which it is covered and each of them is capped by the walls of the chamber of the female piston (PF) associated therewith.
- CM fixed mechanical chassis
- CUA1 CUA2
- CHAI intake-compression chamber
- CUP1 Pressure reserve cylinder (CUP1) (CUP2) that enters the pressure reserve chamber (CHP1) (CHP2).
- Driving cylinder (CUM1) (CUM2) that enters the drive chamber (CHM1) (CHM2).
- each of the yokes of the fixed motor frame (CM) has on the peripheral plane its active end, that is to say the closed part which is covered by the chamber which engulfs, at least two grooves each for receiving a sealing segment (SE) to be in contact with the inner peripheral plane of said chamber. (See Fig 4, 5).
- each space (IS) between the segments (SE) of each yoke has duct outlet orifices allowing the provision of a lubrication between the cylinder head and the chamber of the female piston (PF) which caps it.
- each cylinder head -compression (CUA1) (CUA2) has a high-head valve (VA1) (VA2) which closes when the corresponding chamber (CHAI) (CHA2) advances and compresses the gases and opens when the corresponding chamber (CHAI) (CHA2) is withdrawn to suck the gases that are taken from the motor chassis housing (CM) after passing through a filter. (See Fig 4).
- each cylinder head (CUP1) (CUP2) has a cylinder head valve (VI) (V2) which is remotely controlled from outside the female piston (PF). ), it allows to regulate the pressure inside the pressure reserve chamber (CHP1) (CHP2). (See Fig 4).
- each driving yoke (CUM1) (CUM2) is equipped with at least one fuel injector (ICI) (IC2) and at least one high pressure pneumatic injector (IP1). (IP2) as well as an ignition or heating system (A1) (A2) of the chamber (spark plug or preheating plug) (CHM1) (CHM2), said elements being powered by pumps and external systems to the engine itself and powered electrically or driven by the engine itself. (See Fig 4).
- each exhaust-exhaust cylinder head (CUE1) (CUE2) has a high-head valve (VE1) (VE2) which closes upon withdrawal of the corresponding chamber so to reduce the pressure, it opens when the chamber (CHEl) (CHE2) advance on the cylinder head to evacuate the burnt gases in the exhaust pipes. (See Fig 4).
- the housing enclosing the so-called “chassis frame” engine is soundproofed and cooled by ventilation and / or controlled ventilation, the air cools the female piston (PF) and
- the other movable ring which succeeds the inlet ring (BGA) has a height equivalent to the totality of the remaining height of the bushing bore (APB), it is hereinafter referred to as the "ring d 'exhaust' (BGE). (See Fig 3.5,7).
- the bushing bore (APB) is provided on its inner peripheral plane with at least two grooves to each receive a segment to seal and lubricate the movement.
- the intake ring (BGA) and the exhaust ring (BGE) of each of the driving chambers (CHM1) (CHM2) are simultaneously raising its temperature and its contact pressure. exhaust-exhaust heads (CUE1) (CUE2), it is then removed and filtered to join the intake-compression yokes (CUA1) (CUA2).
- the chassis housing has crankshaft support bearings (PV) and other cam rails (C) guides the rotating rollers (GT) of the levers (LB) for animation of the rings.
- BGA crankshaft support bearings
- BGE exhaust rings
- each inlet-compression chamber (CHAI) (CHA2) communicates with the pressure reserve chamber (CHP1) (CHP2) which is opposed thereto by means of a conduit (CO ), so that the compressed air in each inlet-compression chamber (CHAI) (CHA2) is transferred by said conduit (CO) into the opposite pressure reserve chamber (CHP1) (CHP2).
- CHM1 driving chamber
- CHM2 non-return valve
- the intercommunication between the pressure reserve chambers (CHP1) (CHP2), the drive chambers (CHM1) (CHM2) and the exhaust-exhaust chambers (CHEi) (CHE2 ) of each opposite part of the female piston (PF), is effected by communicating free spaces (ELC) closed off or released by the displacements of moving mobile rings inside the driving chamber (CHM1) (CHM2). (See Fig 3, 5, 7).
- the peripheral wall of each of the opposite drive chambers (CHM1) (CHM2) of the female piston (PF) has a peripheral space, in other words a bore coming from the opening plane of the driving chamber, hereinafter referred to as "bushing bore” (APB), of longitudinal depth less than the depth of the driving chamber (CHM1) (CHM2) and of diametrical depth sufficient to receive the displacement of two successive movable rings, such that the outer diameter of said successive movable rings is in contact with the diameter of the bore bush bearing (APB) in which they move and the inside diameter of said successive movable rings is confused with the inner diameter of the drive chamber (CH 1) (CHM2). (See Fig 7).
- the two successive mobile rings are independent of one another and movable relative to each other inside the bore carrier rings (APB) which receives them, they can move alone or together.
- One of its two successive mobile rings is of reduced height and placed at the bottom of the bushing bore (APB) towards the bottom of the drive chamber, it is hereinafter referred to as the "intake ring" (BGA ).
- each of said contact tabs (PC) being actuated by a rocking lever (LB), provided at its free end outside the body of the drive chamber (CHM1) CHM2), a rotating roller (GT) held in contact with the "contact tab (PC) by a holding spring ( RM) in support of the tilting levers (LB) and mobilized by an outer rail acting as a cam, hereinafter referred to as "cam rail” (RC).
- LB rocking lever
- RM holding spring
- each of the contact tabs (PC) integral with each of the mobile rings (BGA) (BGE) is subjected to the action of a return spring (RR) to bring it back into position. initial position.
- Each return spring (RR) is integrated in a hollow housing located inside the peripheral body of the driving chamber (CHM1) (CHM2), hollow housing in which the rocking lever (LB) and the contact flap come to life.
- CCM1 driving chamber
- CHM2 rocking lever
- LB rocking lever
- LB rocking lever
- LB rocking lever
- a peripheral channel called “peripheral communication channel” (CPC) from each pressure reserve chamber (CHP1) (CHP2) is provided inside the peripheral wall of each drive chamber (CHM1) (CHM2), at the rear of the peripheral plane of the bushing bore (APB) and out of the intersegmental lubrication zones.
- This communication channel (CPC) communicates with the inside of the bushing bore (APB) and therefore with the interior of the drive chamber (CHM1) CHM2) by means of a plurality of small radial channels, (CR) each opening through an orifice called "inlet orifice".
- Each inlet port is provided with a seal (OJ) allowing the sliding of the outer peripheral plane of the intake ring (BGA) (see Fig 7).
- four axes of rotation pass through the female piston (PF) and allow, by rotation of a mechanical part, to lock alternatively the mobile rings (BGA) (BGE) to prevent their displacement by inertia during internal combustion or release them to admit or extract gases (not shown).
- BGA mobile rings
- the female piston serves as a motor brake and a pneumatic energy recuperator by becoming a two-stage compressor in which the air is compressed in the "intake-compression chamber” (CHA1) (CHA2) and compressed again in the "Pressure reserve chamber” (CHP1) (CHP2), to be recovered at very high pressure through the "CHP1" (CHP2) high pressure cylinder head valve and valve pressure recovery device which directs the compressed air twice towards the pressure mixing chamber when operating as a pneumatic motor or towards the pneumatic high pressure reserve in the case of energy recovery during braking.
- CHP1 "CHP1"
- the inter-segmental lubrication of the mobile rings and fixed yokes is provided by the same oil pump system driven by the movement of the female piston (PF).
- the lubrication system consists of two tubes per driving chamber (CHM1) (CHM2), secured to the chassis (CM) and connected to an oil supply circuit. Each tube slides inside a cylindrical space (EH1) (EH2) filled with oil located diametrically on either side of the drive chamber. Each of these cylindrical spaces (EH1) (EH2) communicates with the intersegmental lubrication spaces located at the periphery of the bushing space.
- Each of the sliding tubes is provided at the end with an identical opening valve which opens and closes alternately in such a way that when a tube enters the cylindrical space filled with oil (EH1) (EH2), its valve is closed so that it acts as a piston while simultaneously, the diametrically opposite tube coming out of the cylindrical space filled with oil is open to allow the escape of the lubricant.
- This association of tubes with the movements of the female piston (PF) acts as a penetration oil pump supplying the automatic lubrication of intersegmental spaces of the movable rings and yokes of the female piston of the invention (PF).
- the inter-segment spaces (IS) of each of the yokes communicate with each other so that the lubrication device can feed all the inter-segment spaces (IS) of the set of the yokes of the female piston (PF). (See Fig 6).
- the female piston (PF) is driven by a connecting rod (BL) associated on the one hand in the middle of the double median plane (DPM) separating the female piston (PF) in two equal parts and on the other hand to a crankshaft (VB) rotated in an axis perpendicular to the axis of movement of the female piston (PF).
- BL connecting rod
- DPM double median plane
- VB crankshaft
- the female piston (PF) is preferably animated by two associated connecting rods (BL) on the one hand to the female piston body (PF) and on the other hand to a crankshaft (VB). disposed opposite one or other of the end planes of the female piston (PF), so that the crankshaft (VB) simultaneously animates two female piston (PF) placed on either side of its location. rotation.
- the female piston (PF) is provided at at least one location with at least two generatrices of its outer peripheral plane, rotating rollers (GG) flowing on a fixed plane (RG) of the motor chassis (CM), so as to accompany and guide its movements inside said motor chassis (CM). (See Fig 3, 4, 5).
- the female piston is provided with cooling fins to improve its cooling during its reciprocating movements in the ambient air.
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Abstract
Ce piston femelle tous temps moteur est caractérisé par plusieurs particularités majeures innovantes qui lui permettent de réaliser un moteur produisant un temps moteur pour chaque mouvement de piston c'est-à-dire deux temps moteurs par tour. Une première de ces particularités réside dans le fondement même de son fonctionnement qui conduit à ce que contrairement à tous les moteurs et compresseurs existants, son piston (PF) constitué de deux fois quatre cylindres creux juxtaposés et opposés par un plan médian (PM) (C1)(C'1)(C2)(C'2)(C3)(C'3)(C4)(C4), constituant des chambres d'admission-compression (CHAI) (CHA2), chambres de réserve de pression (CHP1) (CHP2), chambres motrices (CHM1) (CHM2) et chambres d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2), ne circule pas à l'intérieur d'un espace creux généralement appelé bloc culasse mais coulisse à l'extérieur et en recouvrant des éléments de culasses fixes (CUA1) (CUA2) (CUP1)(CUP2)(CUM1)(CUM2)(CUE1)(CUE2) solidaires d'un châssis moteur (CM), animé par un vilebrequin (VB) et une bielle (BL). Les soupapes traditionnelles sont remplacées par des bagues mobiles (BGA) (BGE) animées à l'intérieur de la chambre motrice (CHM1) (CHM2) la lubrification est assurée automatiquement par le mouvement alternatif du piston (PF).
Description
PISTON ALTERNATIF ET CONTENANT FAISANT MOTEUR THERMIQUE, PNEUMATIQUE, HYBRIDE ET RECUPERATEUR D'ENERGIE PNEUMATIQUE.
Un piston du point de vue mécanique et technologique est un disque qui à l'intérieur d'un cylindre est animé d'un mouvement de va-et-vient pour exercer une pression ou transmettre un mouvement. Le piston, dans un moteur à explosion interne discontinue permet de transformer l'énergie chimique produite par la combustion d'un carburant, en énergie mécanique réalisée par un mouvement linéaire transformé en rotation, le plus souvent par l'intermédiaire d'une bielle et d'un vilebrequin qui eux- mêmes transmettent ladite énergie à un volant ou à une roue de machine.
Dans cette catégorie, le mélange carburant/comburant ne s'enflamme pas spontanément mais soit sous l'action d'une étincelle générée par une bougie d'allumage qui enflamme les gaz dans la chambre motrice soit d'une forte compression.
Dans la famille des moteurs à combustion interne, le moteur à allumage commandé est une catégorie de moteur thermique pouvant être à mouvement alternatif dit à deux temps ou à quatre temps ou encore à mouvement rotatif dit communément « Wankel ». Le moteur dit à quatre temps est généralement composé d'au moins un cylindre dans lequel un piston coulisse en un mouvement rectiligne d'aller et retour transformé en rotation par l'intermédiaire d'une bielle reliant ledit piston à un vilebrequin.
Chaque cylindre est fermé par une culasse munie d'une bougie ou d'un injecteur et d'au moins deux soupapes dont une pour permettre l'alimentation du cylindre en mélange carburant/comburant et l'autre pour permettre l'évacuation des gaz brûlés vers l'échappement.
Ce moteur est dit à quatre temps car il nécessite quatre mouvements linéaires du piston par cycle de fonctionnement:
L'admission, la compression, la combustion-détente et l'échappement.
Le mouvement du piston dans son cylindre est provoqué par la combustion d'un mélange d'air et de carburant qui a lieu durant le temps moteur. C'est le seul temps qui produit de l'énergie, les trois autres en consomment mais permettent le fonctionnement.
Le déplacement du piston au lancement du fonctionnement est le plus souvent réalisé par une aide extérieure telle que démarreur ou lanceur jusqu'à ce que, au moins un temps moteur produise une force capable d'assurer les trois autres temps et ainsi lancer le moteur.
Ce moteur ne fournit qu'un seul temps moteur tous les quatre mouvements du piston . Plusieurs améliorations ont augmenté sa puissance, tels que le recours à un turbocompresseur, l'injection directe du carburant à très haute pression ou encore l'utilisation de la compression en fin d'échappement en
fermant plus tôt les soupapes d'échappement et en injectant un peu de carburant pour recréer une combustion interne partielle intermédiaire. D'autres améliorations l'ont rendu extrêmement propre tel que par exemple le pot catalytique. Le moteur dit à deux temps est constitué d'au moins un piston qui se déplace dans un cylindre et dont le mouvement permet de remplir le cylindre de mélange carburant/comburant et d'évacuer les gaz brûlés par des lumières latérales entre la partie basse du carter et la partie haute du cylindre. Ce type de moteur propose donc un temps moteur pour deux mouvements du piston. Il présente certes des avantages tels que sa simplicité et le faible nombre de pièces impliquées ou encore sa puissance spécifique et sa faible consommation de carburant mais II présente à contrario des inconvénients tels qu'une usure prématurée des segments, une faible compression due à la chute de puissance par fuite de la poussée explosive dans les ouvertures d'échappement non munies de soupapes, et l'obligation de recourir à un combustible issu d'un mélange de carburant et d'huile ce qui conduit à des gaz évacués de mauvaise qualité.
Le moteur dit rotatif « Wankel » est un moteur bien plus complexe combinant mouvement alternatif par excentrique et rotation. Bien qu'il présente trois combustions internes par tour et donc une grande puissance théorique, sa faible compression impossible à améliorer, la forme inadaptée de ses chambres de combustion et sa lubrification polluant les gaz d'échappement ont limité son recours et son développement. Sa description et son fonctionnement ne seront pas abordés dans le présent brevet.
Quel que soit le type de moteur à combustion à ce jour existant et mis en œuvre, l'élément fondamental du fonctionnement réside dans le mouvement rectiligne alternatif du ou des pistons qui pénètrent à l'intérieur d'une cavité cylindrique correspondante fermée par une culasse, ladite culasse comprenant un élément d'allumage et/ou d'injection désigné le plus souvent par le terme « bougie » ou « injecteur » et au moins deux soupapes, une pour l'admission et l'autre pour l'échappement.
Le fondement de ces moteurs est donc le déplacement d'un piston saillant dans un volume creux présent à l'intérieur d'un bloc cylindrique vers la culasse, ce déplacement rectiligne généré par la combustion étant transformé en mouvement rotatif par l'intermédiaire d'une bielle associée à un vilebrequin.
Cette caractéristique de quasiment tous les moteurs à pistons est à considérer avec attention pour bien comprendre l'originalité du piston femelle du présent brevet.
Contrairement aux pistons alternatifs ci-dessus décrits, le piston femelle de l'invention constitue un moteur tous temps ayant ainsi deux temps moteurs. Il fonctionne sans arbre à cames et permet d'être utilisé avec du gasoil.
Le piston femelle de la présente invention apporte une nouveauté capitale par rapport aux principaux moteurs à combustion interne à quatre et à deux temps. Dans le moteur à quatre temps un seul temps est actif, donc moteur et producteur d'énergie, les trois autres temps sont consommateurs d'énergie. Le moteur à piston femelle de l'invention a tous ses temps qui sont moteurs car la préparation du temps moteur est concomitante puisque réalisée dans des chambres adjointes et communicantes avec la chambre motrice. Avec la totalité de ses temps qui sont moteurs, le moteur réalisé avec le piston femelle de l'invention a une réactivité et une puissance deux à quatre fois plus grandes.
A l'opposé de la plupart des moteurs à combustion interne existants où tout le cycle de fonctionnement s'opère dans un seul espace cylindrique dans lequel s'anime le piston (L'admission, la compression, la combustion et l'échappement-détente), le moteur à piston femelle de la présente invention est caractérisé en premier lieu en ce que le cycle de fonctionnement est accompli non pas dans un seul espace cylindrique mais dans trois doubles chambres spécifiques et solidaires, de préférence alignées et coopérant fonctionnellement entre elles, dont la double chambre centrale est la chambre de combustion, les autres étant respectivement la chambre d'admission-compression et la chambre d'échappement-détente. L'unique piston dont le déplacement est rectiligne et alternatif est relié par un couple de bielles à un vilebrequin afin de générer le mouvement rotatif de l'axe moteur.
Outre cette caractéristique particulière, le moteur à combustion interne de la présente invention se caractérise par le fait que le piston ne circule pas à l'intérieur d'un espace cylindrique creux de la culasse mais au contraire, ledit piston dit piston femelle, lui-même contenant vient recouvrir la culasse selon un mouvement rectiligne et alternatif poussant et tirant successivement la bielle pour faire tourner le vilebrequin. Sans aller plus avant dans la description de l'invention, ces seules caractéristiques du piston femelle de l'invention suffisent à le différencier fondamentalement de tous les moteurs et de tous les brevets existants.
En effet, l'état de la technique ne révèle aucun moteur à combustion interne et à pistons présentant de telles caractéristiques. On ne peut donc citer ici que des brevets existants se différenciant par leurs caractéristiques de celles des moteurs à combustion interne traditionnels mais qui manifestement sont très éloignés de la présente invention et de ses propres caractéristiques.
On citera donc parmi ces nombreux brevets existants, le brevet français DEFARGE déposé le 05/12/1997 et publié le 11/06/1999 sous le numéro FR 2 772 075, qui fait état d'un moteur thermique à double détente présentant deux chambres actives superposées l'une dans laquelle agit directement le piston
directement traversé par le vilebrequin, surmontée d'une autre chambre dans laquelle un disque fait office de deuxième piston.
Ce brevet présente malgré tout la circulation des éléments faisant office de piston à l'intérieur d"un espace creux de la culasse du moteur, caractéristique qui le différencie totalement du brevet de la présente invention.
Il peut être également relevé dans l'état de la technique le brevet français Jean-Yves BLAIN déposé le 15/05/2008 et publié le 20/11/2009 sous le numéro FR 2 931 208, qui décrit un moteur thermique a récupération d'énergie thermique équipé d'un piston multifonction double effet, afin d'obtenir deux forces de travail par tour sur une seule bielle.
Ce brevet décrit un moteur fournissant sur une seule bielle un travail par tour moteur équivalent au travail fournit par un moteur deux temps. Il permet d'augmenter fortement le rendement et diminuer la consommation et le rejet des gaz polluants.
Outre ses autres caractéristiques, le moteur du brevet Jean-Yves BLAIN présente un piston animé par une bielle liée à un vilebrequin, qui circule à l'intérieur d'une chambre creuse cylindrique, caractéristique suffisante pour différencier le concept du concept objet de l'invention du présent brevet.
On citera également le brevet français VOISINE déposé le 18/05/1998 et publié le 19/11/1999 sous le numéro FR 2 778 696 qui fait état d'un moteur thermique à piston double effet en ligne.
Le concept de ce brevet se différencie sensiblement du moteur de l'invention du présent brevet par sa constitution même qui fait appel à un excentrique central agissant sur les pistons sans intermédiaire de bielles et vilebrequin. Chaque piston est animé selon un mouvement rectiligne alternatif à l'intérieur d'un espace creux cylindrique. Aucune de ces caractéristiques ne peut être rapprochée du moteur objet du présent brevet.
La présente invention a pour objet un piston femelle pouvant constituer un moteur à tous temps moteurs, que cela soit à combustion interne ou pneumatique.
Le piston moteur de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend quatre cylindriques creux de même longueur associés et juxtaposés en ligne, trois de ces quatre cylindres creux étant de même diamètre intérieur, le quatrième étant de diamètre intérieur inférieur à celui des trois autres et représentant entre 10% à 30% de ce dernier.
Ce dernier cylindre creux de diamètre réduit est placé entre le premier et le deuxième des trois cylindres creux alignés. Les quatre cylindres creux juxtaposés en ligne sont séparés en deux parties égales, perpendiculairement à leur axe longitudinal, par un double plan médian de manière à constituer d'une part dudit double plan médian quatre cylindres creux et de l'autre part dudit double plan médian quatre cylindres creux,
chaque cylindre opposé de part et d'autre du double plan médian ayant le même axe longitudinal que le cylindre creux auquel il est opposé, chaque cylindres opposé de part et d'autre du double plan médian ayant la même forme, les mêmes dimensions et le même volume que le cylindre creux en regard duquel il se trouve, chaque plan du double plan médian constituant le fond de quatre cylindres creux pour constituer ainsi un ensemble de huit chambres cylindriques ouvertes aux fonctions spécifiques soit :
Deux chambres opposées de plus grand diamètre destinées à l'admission-compression et désignées ci-après par : Chambre d'admission- compression.
Deux chambres opposées de plus petit diamètre destinées à la réserve de pression et désignées ci-après par : Chambre de réserve de pression.
- Deux chambres opposées de plus grand diamètre destinées à l'explosion et désignées ci-après par : Chambre motrice.
Deux chambres opposées de plus grand diamètre destinées à l'échappement-détente désignées ci-après : Chambre d'extraction-échappement. De manière tout à fait contraire à la plupart des moteurs à piston existants, le piston femelle précédemment décrit ne circule pas à l'intérieur d'un volume creux mais chacune de ses chambres circule à l'extérieur de volumes pleins, saillants et convexes désignés ci-après «Culasse », chacune des chambres précitées venant recouvrir sa culasse respective pour constituer le moteur.
Si le piston femelle de l'invention est la partie mobile du moteur dont il est le fondement, les parties fixes dudit moteur sont constituées par la « culasse », le châssis, le carter, les axes fixes de rotation des mécanismes de blocage des bagues et des leviers, les tuyauteries de pompe à huile, les paliers de vilebrequin, les réservoirs d'air comprimé à haute pression etc.
Les parties fixes dites « culasse » qui sont recouvertes par les chambres du piston femelle sont solidaires d'un châssis mécanique fixe dit « châssis moteur », elles sont au nombre de huit, de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur des chambres par lesquelles elles sont recouvertes et chacune d'entre elles est coiffée par les parois de la chambre du piston femelle qui lui est associée. Selon leur position et leur fonction lesdites « culasse » seront désignées ci-après par :
Culasse d'admission-compression qui est recouverte par la chambre d'admission-compression, - Culasse de réserve de pression qui est recouverte par la chambre de réserve de pression,
Culasse motrice qui est recouverte par la chambre motrice,
Culasse d'extraction-échappement qui est recouverte par la chambre d'extraction- échappement.
Chaque « culasse » dispose sur le plan périphérique de son extrémité active c'est-à-dire la partie fermée coopérant avec le fond du piston femelle, d'au moins deux gorges destinées à recevoir chacune un segment d'étanchéité pour être en contact avec le plan périphérique intérieur de la chambre dans laquelle elle se situe.
Chaque espace entre les segments de chaque culasse, dit « espace inter segmentaire » dispose d'orifices de sorties de conduits permettant l'apport d'une lubrification entre la « culasse » et la chambre du piston qui la coiffe.
Chacune des « culasses » précitées est équipée selon sa fonction.
Les « culasses d'admission-compression » disposent d'une valve de haut de culasse qui se ferme lorsque la chambre correspondante avance et comprime les gaz au contraire cette valve s'ouvre lorsque la chambre correspondante se retire pour aspirer les gaz qui sont prélevés dans le carter châssis moteur après passage dans un filtre. Les « culasses de réserve de pression » disposent d'une valve de haut de culasse qui est télécommandée de l'extérieur du piston, elle permet de réguler la pression à l'intérieur de la chambre de réserve de pression.
Les « culasses motrices » sont équipées d'au moins un injecteur de carburant et d'au moins un injecteur pneumatique à haute pression ainsi que d'un système d'allumage ou de réchauffement de la chambre (bougie d'allumage ou de préchauffage), lesdits éléments étant alimentés par des pompes et systèmes extérieurs au moteur proprement dit et alimentés électriquement ou entraînés par le moteur lui-même.
Les « culasse d'extraction-échappement » disposent d'une valve de haut de culasse qui se ferme lors du retrait de la chambre correspondante afin de diminuer la pression, au contraire cette valve s'ouvre lorsque la chambre avance sur la culasse afin d'évacuer les gaz brûlés dans les tuyaux d'échappements.
Le carter enveloppant le moteur dit « carter châssis » est insonorisé et refroidi par ventilation et/ou aération contrôlée, l'air refroidit le piston femelle et élève simultanément sa température et sa pression au contact des « culasses d'extraction-échappement », il est ensuite prélevé et filtré pour rejoindre les « culasses d'admission-compression ».
Le « carter châssis » dispose de paliers supports de vilebrequin et de rails-came, guides des galets tournants des leviers basculants des bagues d'admission et bagues d'échappement ainsi que d'autres points pour fixer le moteur sur l'objet à motoriser. De plus il contient les réservoirs d'air comprimé à très haute pression qui sont ainsi maintenus à haute température.
Une communication reliant chacune des « chambres d'admission-compression » à chacune des « chambres de réserve de pression » qui lui est opposée est réalisée au moyen d'un conduit, de telle manière que l'air comprimé dans chaque « chambre d'admission-compression » soit transféré par ledit conduit dans la « chambre de réserve de pression » qui lui est opposée. Ainsi ce transfert croisé des compressions conduit à l'admission d'un volume d'air pré-comprimé au bon moment du
fonctionnement dans chaque « chambre motrice ». La pression ainsi transférée dans la « chambre de réserve de pression » est maintenue au moyen de valve anti-retour.
L'intercommunication entre les « chambres de réserve de pression », les « chambres motrices » et les « chambres d'extraction-échappement » de chaque partie opposée du piston femelle, est réalisée par des espaces libres communicants obturés ou libérés par les déplacements de bagues mobiles animées à l'intérieur de la « chambre motrice ».
La paroi périphérique de chacune des « chambres motrices » opposées du piston femelle, dispose d'un espace périphérique autrement dit un alésage issu du plan d'ouverture de la « chambre motrice » dit ci- après « alésage porte bagues » , de profondeur longitudinale inférieure à la profondeur de la « chambre motrice » et de profondeur diamétrale suffisante pour recevoir le déplacement de deux bagues mobiles successives, de telle manière que le diamètre extérieur desdites bagues mobiles successives soit en contact avec le diamètre de l'alésage porte bagues dans lequel elles se déplacent et le diamètre intérieur desdites bagues mobiles successives soit confondu avec le diamètre intérieur de la « chambre motrice ».
Les deux bagues mobiles successives sont indépendantes l'une de l'autre et mobiles l'une par rapport à l'autre à l'intérieur de « l'alésage porte bagues » qui les reçoit, elles peuvent se déplacer seules ou ensemble. Une de ses deux bagues mobiles successives est de hauteur réduite et placée au fond de « l'alésage porte bague », vers le fond de la « chambre motrice », elle est désignée ci-après par le terme « bague d'admission ». L'autre bague mobile qui succède à la « bague d'admission », a une hauteur équivalente à la totalité de la hauteur restante de « l'alésage porte bague », elle est désignée ci-après par le terme « bague d'échappement ».
Le diamètre de « l'alésage porte bagues » est muni d'au moins deux gorges recevant chacune un segment pour assurer l'étanchéité et la lubrification du mouvement des bagues.
La « bague d'admission » et la « bague d'échappement » de chacune des « chambres motrices », sont rendues mobiles à l'intérieur de « l'alésage porte bagues », au moyen de pattes intégrées et solidaires de chacune d'elles dite « patte-contact », chacune desdites « pattes-contact » étant actionnées par un « levier basculant », muni à son extrémité libre extérieure au corps de la « chambre motrice », d'un « galet tournant » maintenu en contact avec un rail extérieur faisant office de came ci-après désignés « rail-came ».
Ainsi l'ouverture et la fermeture des orifices d'intercommunication entre les « chambres de réserve de pression », « chambres motrices » et « chambre d'extraction-échappement » sont commandées par le profil des « rails-came » extérieurs au corps de la « chambre motrice », sur lesquels circulent les « galets tournants » des « leviers basculants » agissant directement sur les « pattes-contact » intégrées aux
bagues mobiles. Un ressort ramène en appui chaque levier basculant sur chaque « patte-contact » après avoir été mobilisé par le « rail-came ».
Pour garantir les déplacements des bagues mobiles à l'intérieur de « l'alésage porte bagues » sous l'action des « pattes-contact », chacune des « pattes-contact » solidaire de chacune des bagues mobiles est soumise à l'action d'un ressort de rappel pour la ramener en position initiale. Chaque ressort de rappel est intégré dans un logement creux situé à l'intérieur du corps périphérique de la « chambre motrice », logement creux dans lequel s'animent le « levier basculant » et la « patte-contact » sous l'effet du profil du « rail-came » correspondant.
Quatre axes fixes qui traversent le piston femelle permettent la rotation des crochets de retenue des « leviers basculants » afin que les galets des « leviers basculants » n'appuient plus sur les « rails-came » pour ne plus ouvrir les communications entre la « chambre de réserve de pression » et la « chambre motrice » et entre la « chambre motrice » et la « chambre d'extraction- échappement ». Ainsi le piston femelle sert de frein moteur et récupérateur d'énergie pneumatique en devenant un compresseur à deux étages où l'air est comprimé dans la « chambre d'admission-compression » puis comprimé une nouvelle fois dans la « chambre de réserve de pression » pour être récupéré à très haute pression par le biais de la valve de haut de culasse de la « chambre de réserve de pression » et de la valve de récupération de pression qui oriente l'air comprimé deux fois vers la « chambre de mélange de pression » en cas de fonctionnement comme moteur pneumatique ou bien vers la réserve de haute pression pneumatique en cas de récupération d'énergie au freinage.
A l'intérieur de la paroi périphérique de chaque « chambre motrice », à l'arrière du plan périphérique de « l'alésage porte bagues » et hors des zones de lubrification inter segmentaires, un canal périphérique dit « canal périphérique de communication » issu de chaque chambre de réserve de pression est prévu. Ce canal de communication communique avec l'intérieur de l'alésage porte bagues et donc avec l'intérieur de la chambre motrice au moyen d'une pluralité de petits canaux radiaux, chacun débouchant par un orifice dit « orifice d'admission ». Ces orifices d'admissions sont tous situés sur une même génératrice et au niveau supérieur de la bague d'admission afin d'être découverts simultanément par un déplacement réduit des bagues mobiles. Ce dispositif a pour fonction le transfert rapide des gaz d'admission lorsque le piston est en fin de course, afin de réaliser par un déplacement réduit une compression optimum garantissant une bonne combustion interne. Chaque orifice d'admission est muni d'un joint d'étanchéité admettant le glissement du plan périphérique extérieur de la bague d'admission.
Un dispositif est prévu pour bloquer ou libérer alternativement les bagues mobiles et éviter leurs déplacements par inertie lors de la combustion interne ou permettre leur glissement pour l'admission ou l'extraction des gaz.
La lubrification inter segmentaire des bagues mobiles est assurée par le même système formant pompe à huile, que celui mis en œuvre pour la lubrification inter segmentaire des culasses. Deux tubes par chambre motrice sont solidarisés au châssis et reliés à un circuit d'alimentation en huile. Chaque tube coulisse à l'intérieur d'un espace cylindrique empli d'huile situé diamétralement de part et d'autre de la chambre motrice. Chacun de ces espaces cylindriques communique avec les espaces de lubrification inter segmentaires situés en périphérie de l'espace porte bagues. Chacun des tubes est muni en extrémité de valves à ouverture opposée de telle manière que lorsqu'un tube pénètre dans l'espace cylindrique empli d'huile sa valve est fermée afin qu'il agisse comme un piston alors que simultanément, le tube diamétralement opposé est ouvert pour permettre l'évacuation du lubrifiant. Cette association de tubes avec les mouvements du piston agit comme une pompe à huile par pénétration, alimentant la lubrification automatique des espaces inter segmentaires des bagues mobiles et des culasses du piston femelle de l'invention.
Les espaces inter segmentaires de chacune des culasses communiquent entre eux de manière à ce que le dispositif de lubrification ci-dessus exposé puisse alimenté l'ensemble des espaces inter segmentaires de l'ensemble des culasses du piston.
Le piston femelle de l'invention peut transmettre son énergie selon deux modes différents ; un premier mode consistant à disposer le vilebrequin en regard d'un ou l'autre des plans d'extrémité du piston femelle, ledit vilebrequin animant un piston femelle de part et d'autre de son lieu de rotation, ou un second mode consistant en ce que le vilebrequin agit à l'intérieur d'un espace libre séparant un piston femelle en deux parties égales, constitué de deux plans médians perpendiculaire à l'axe du piston femelle, ce dernier étant constitué en une seule pièce composée de deux parties identiques séparées par un espace libre dans lequel agit le vilebrequin. Le vilebrequin peut agir sur un axe perpendiculaire ou parallèle à l'axe du ou des pistons femelles à animer.
Le piston femelle de l'invention est préférablement muni sur et à au moins un endroit d'au moins deux génératrices de son plan périphérique extérieur de galets tournants de manière à mieux guider ses mouvements à l'intérieur d'un châssis support. La présente invention consiste en un piston femelle alternatif externe et contenant pour moteur à combustion interne ou pneumatique, caractérisé en ce que contrairement à tous les moteurs à piston existants, le dit piston n'est pas conçu pour se déplacer à l'intérieur d'un cylindre creux et fixe fermé par une culasse, mais pour se déplacer à l'extérieur en recouvrant une culasse saillante et fixe, c'est donc un piston alternatif externe et contenant.
Il est composé de quatre volumes libres cylindriques creux dont trois de même contenance et un de contenance inférieure, un des trois volumes les plus grands étant la chambre d'admission - compression,
un autre des volumes identiques étant la chambre motrice et le troisième des volumes identiques étant la chambre d'extraction-échappement. Le quatrième volume de contenance inférieure constitue une chambre de réserve de pression placée entre d'une part la chambre d'admission-compression et d'autre part la chambre motrice. La communication entre les différentes chambres est assurée principalement par l'ouverture et la fermeture d'orifices de communication au moyen de bagues internes à la chambre motrice, lesdites bagues étant animées par des leviers basculants munis de galets tournants et s'appuyant sur le profil de rails cames extérieurs. La lubrification des éléments mobiles est assurée par les mouvements propres du piston femelle de l'invention. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston femelle est composé de quatre cylindres creux juxtaposés en ligne dont trois sont de même contenance et un d'une contenance inférieure représentant 10 à 30% du volume des autres cylindres, le plus petit cylindre creux étant situé sur la même ligne et entre l'un ou l'autre des cylindres d'extrémité et le cylindre creux central. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les quatre cylindres creux juxtaposés en ligne sont séparés en deux parties égales et perpendiculairement à leur axe longitudinal, par un plan médian de manière à constituer d'une part dudit plan médian quatre cylindres creux et de l'autre part dudit plan médian quatre autres cylindres creux, chaque cylindre opposé de part et d'autre du plan médian ayant le même axe longitudinal que le cylindre creux auquel il est opposé, chaque cylindre opposé de part et d'autre du plan médian ayant la même forme, les mêmes dimensions et le même volume que le cylindre creux en regard duquel il se trouve, le plan médian constituant le fond de chacun des quatre cylindres creux opposés pour constituer ainsi un ensemble de huit chambres cylindriques actives ouvertes aux fonctions spécifiques soit :
- Deux chambres opposées dites chambres d'admission-compression.
- Deux chambres opposées dites chambres de réserve de pression.
- Deux chambres opposées dites chambres motrices.
- Deux chambres opposées dites chambres d'extraction-échappement.
Selon un mode de réalisation différent de l'invention, les quatre cylindres creux juxtaposés en ligne sont séparés en deux parties égales et perpendiculairement à leur axe longitudinal, par un double plan médian de manière à constituer d'une part dudit double plan médian quatre cylindres creux et de l'autre part dudit double plan médian quatre autres cylindres creux, chaque cylindre opposé de part et d'autre du double plan médian ayant le même axe longitudinal que le cylindre creux auquel il est opposé, chaque cylindre opposé de part et d'autre du double plan médian ayant la même forme, les mêmes dimensions et le même volume que le cylindre creux en regard duquel il se trouve, chaque plan du double plan médian constituant le fond de quatre cylindres creux pour constituer ainsi un ensemble de huit chambres cylindriques actives ouvertes à aux fonctions spécifiques soit :
- Deux chambres opposées dites chambres d'admission-compression.
- Deux chambres opposées dites chambres de réserve de pression.
- Deux chambres opposées dites chambres motrices.
- Deux chambres opposées dites chambres d'extraction-échappement.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des chambres d'admission-Compression, chambre de réserve de pression, chambre motrice et chambre d'extraction-échappement, reçoit en son intérieur une partie saillante et fixe solidaire d'un châssis moteur fixe, dite « culasse ». La partie mobile du moteur est constituée par le piston femelle, les parties fixes sont constituées par les culasses et le châssis moteur dont elles sont solidaires, le carter, les axes fixes de rotation, les rails-came, les tuyauteries de pompe à huile, les paliers de vilebrequin etc.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les parties fixes dites « culasse » qui pénètrent à l'intérieur des chambres du piston femelle sont solidaires d'un châssis mécanique fixe dit « châssis moteur ». Elles sont au nombre de huit, de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la chambre par laquelle elle est recouverte et l'extérieur de chacune d'entre elles est au contact de l'intérieur des parois de la chambre du piston femelle qui lui est associée.
Selon leur position et leur fonction lesdites culasses seront désignées ci-après par :
Culasse d'admission-compression qui est recouverte par la chambre d'admission-compression, - Culasse de réserve de pression qui est recouverte par la chambre de réserve de pression,
Culasse motrice qui est recouverte par la chambre motrice,
Culasse d'extraction-échappement qui est recouverte par la chambre d'extraction- échappement. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des culasses du châssis moteur fixe dispose sur le plan périphérique de son extrémité active, c'est-à-dire la partie fermée qui pénètre dans la chambre qui la reçoit, d'au moins deux gorges destinées à recevoir chacune un segment d'étanchéité pour être en contact avec le plan périphérique intérieur de ladite chambre. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque espace entre les segments de chaque culasse, dit « espace inter segmentaire » dispose d'orifices de sorties de conduits permettant l'apport d'une lubrification entre la culasse et la chambre du piston qui la coiffe.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse d'amission -compression dispose d'une valve de haut de culasse qui se ferme lorsque que la chambre correspondante avance et comprime les gaz et s'ouvre lorsque la chambre correspondante se retire pour aspirer les gaz qui sont prélevés dans le carter châssis moteur après passage dans un filtre.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse de réserve de pression dispose d'une valve de haut de culasse qui est télécommandée de l'extérieur du piston, elle permet de réguler la pression à l'intérieur de la chambre de réserve de pression. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse motrice est équipée d'au moins un injecteur de carburant et d'au moins un injecteur pneumatique à haute pression ainsi que d'un système d'allumage ou de réchauffement de la chambre (bougie d'allumage ou de préchauffage), lesdits éléments étant alimentés par des pompes et systèmes extérieurs au moteur proprement dit et alimentés électriquement ou entraînés par le moteur lui-même.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse d'extraction-échappement dispose d'une valve de haut de culasse qui se ferme lors du retrait de la chambre correspondante afin de diminuer la pression, elle s'ouvre lorsque la chambre avance sur la culasse afin d'évacuer les gaz brûlés dans les tuyaux d'échappements.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le carter enveloppant le moteur dit « carter châssis » est insonorisé et refroidi par ventilation et/ou aération contrôlée, l'air refroidit le piston femelle et élève simultanément sa température et sa pression au contact des culasses d'extraction-échappement, il est ensuite prélevé et filtré pour rejoindre les culasses d'admission-compression .
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le carter châssis dispose de paliers supports vilebrequin et autres rails-came guides des galets tournants des leviers basculants pour les bagues d'admission et bagues d'échappement ainsi que d'autres axes de rotation et points pour fixer le moteur sur l'objet à motoriser.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque chambre d'admission-compression communique avec la chambre de réserve de pression qui lui est opposée au moyen d'un conduit, de telle manière que l'air comprimé dans chaque chambre d'admission-compression est transféré par ledit conduit dans la chambre de réserve de pression qui lui est opposée. Ainsi ce transfert croisé des compressions conduit à l'admission d'un volume d'air pré-comprimé au bon moment du fonctionnement dans chaque chambre motrice. La pression ainsi transférée dans la chambre de réserve de pression est maintenue au moyen de valve anti-retour.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'intercommunication entre les chambres de réserve de pression, les chambres motrices et les chambres d'extraction-échappement de chaque partie opposée du piston femelle, est réalisée par des espaces libres communicants obturés ou libérés par les déplacements de bagues mobiles animées à l'intérieur de la chambre motrice .
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi périphérique de chacune des chambres motrices opposées du piston femelle, dispose d'un espace périphérique autrement dit un alésage issu du plan d'ouverture de la chambre motrice dit ci-après « alésage porte bagues » , de profondeur longitudinale inférieure à la profondeur de la chambre motrice et de profondeur diamétrale suffisante pour recevoir le déplacement de deux bagues mobiles successives, de telle manière que le diamètre extérieur desdites bagues mobiles successives soit en contact avec le diamètre de l'alésage porte bagues dans lequel elles se déplacent et le diamètre intérieur desdites bagues mobiles successives soit confondu avec le diamètre intérieur de la chambre motrice. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les deux bagues mobiles successives sont indépendantes l'une de l'autre et mobiles l'une par rapport à l'autre à l'intérieur de l'alésage porte bagues qui les reçoit, elles peuvent se déplacer seules ou ensemble. Une de ses deux bagues mobiles successives est de hauteur réduite et placée au fond de l'alésage porte bague, vers le fond de la chambre motrice, elle est désignée ci-après par le terme « bague d'admission ». L'autre bague mobile qui succède à la bague d'admission, a une hauteur équivalente à la totalité de la hauteur restante de l'alésage porte bague, elle est désignée ci-après par le terme « bague d'échappement ».
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'alésage porte bagues est muni sur son plan périphérique intérieur d'au moins deux gorges pour recevoir chacune un segment pour assurer l'étanchéité et la lubrification du mouvement des bagues.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la bague d'admission et la bague d'échappement de chacune des chambres motrices, sont rendues mobiles à l'intérieur de l'alésage porte bagues, au moyen de pattes intégrées et solidaires de chacune d'elles dites « patte-contact », chacune desdites pattes- contact étant actionnées par un levier basculant , muni à son extrémité libre extérieure au corps de la chambre motrice, d'un galet tournant maintenu au contact de la « patte-contact » par un ressort de maintien en appui des leviers basculants et mobilisé par un rail extérieur faisant office de came ci-après désignés « rail-came ». Ainsi l'ouverture et la fermeture des orifices d'intercommunication entre les chambres de réserve de pression, les chambres motrices et les chambres d'extraction-échappement, sont commandées par le profil des rails-came extérieurs au corps de la chambre motrice, sur lesquels circulent les galets tournants des leviers basculants agissant directement sur les pattes-contact intégrées aux bagues mobiles, ou étirant les ressorts de maintien des leviers basculants sans mobiliser les bagues. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des pattes-contact solidaire de chacune des bagues mobiles est soumise à l'action d'un ressort de rappel pour la ramener en position initiale. Chaque ressort de rappel est intégré dans un logement creux situé à l'intérieur du corps périphérique
de la chambre motrice, logement creux dans lequel s'animent le levier basculant et la patte-contact sous l'effet du profil d'un rail-came correspondant. Le levier basculant est maintenu en appui sur la patte-contact par un ressort de maintien en appui des leviers basculants sur la patte-contact. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, un canal périphérique dit « canal périphérique de communication » issu de chaque chambre de réserve de pression, est prévu à l'intérieur de la paroi périphérique de chaque chambre motrice , à l'arrière du plan périphérique de l'alésage porte bagues et hors des zones de lubrification inter segmentaires. Ce canal de communication communique avec l'intérieur de l'alésage porte bagues et donc avec l'intérieur de la chambre motrice au moyen d'une pluralité de petits canaux radiaux, chacun débouchant par un orifice dit « orifice d'admission ». Ces orifices d'admissions sont tous situés sur une même génératrice et au niveau supérieur de la bague d'admission afin d'être découverts simultanément par un déplacement réduit des bagues mobiles. Ce dispositif a pour fonction le transfert rapide des gaz d'admission lorsque le piston est en fin de course, afin de réaliser par un déplacement réduit une compression optimum garantissant une bonne combustion interne. Chaque orifice d'admission est muni d'un joint d'étanchéité admettant le glissement du plan périphérique extérieur de la bague d'admission.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, quatre axes de rotation traversent le piston femelle et permettent par rotation d'une pièce mécanique de bloquer alternativement les bagues mobiles pour éviter leurs déplacements par inertie lors de la combustion interne ou les libérer pour admettre ou extraire les gaz. Ces quatre axes fixes qui traversent le piston femelle permettent la rotation des crochets de retenue des leviers basculants afin que les galets des leviers basculants n'appuient plus sur les rails-came pour ne plus ouvrir les communications entre la « chambre de réserve de pression » et la « chambre motrice » et entre la « chambre motrice » et la « chambre d'extraction-échappement ». Ainsi le piston femelle sert de frein moteur et récupérateur d'énergie pneumatique en devenant un compresseur à deux étages où l'air est comprimé dans la « chambre d'admission-compression » puis comprimé une nouvelle fois dans la « chambre de réserve de pression », pour être récupéré à très haute pression par le biais de la valve de haute de culasse de la « chambre de réserve de pression » et de la valve de récupération de pression qui oriente l'air comprimé deux fois vers la chambre de mélange de pression en cas de fonctionnement comme moteur pneumatique ou bien vers la réserve de haute pression pneumatique en cas de récupération d'énergie au freinage.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la lubrification inter segmentaire des bagues mobiles et des culasses fixes est assurée par le même système formant pompe à huile animée par le mouvement du piston femelle. Le système de lubrification est constitué de deux tubes par chambre motrice, solidarisés au châssis et reliés à un circuit d'alimentation en huile. Chaque tube coulisse à l'intérieur d'un espace cylindrique empli d'huile situé diamétralement de part et d'autre de la chambre
motrice. Chacun de ces espaces cylindriques communique avec les espaces de lubrification inter segmentaires situés en périphérie de l'espace porte bagues. Chacun des tubes coulissants est muni en extrémité d'une valve à ouverture identique qui s'ouvre et se ferme alternativement, de telle manière que lorsqu'un tube pénètre dans l'espace cylindrique empli d'huile, sa valve est fermée afin qu'il agisse comme un piston alors que simultanément, le tube diamétralement opposé qui sort de l'espace cylindrique empli d'huile lui est ouvert pour permettre l'évacuation du lubrifiant. Cette association de tubes avec les mouvements du piston agit comme une pompe à huile par pénétration alimentant la lubrification automatique des espaces inter segmentaires des bagues mobiles et des culasses du piston femelle de l'invention. Les espaces inter segmentaires de chacune des culasses communiquent entre eux de manière à ce que le dispositif de lubrification puisse alimenté l'ensemble des espaces inter segmentaires de l'ensemble des culasses du piston.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston femelle est animé par une ou deux bielles associée d'une part au milieu du double plan médian séparant le piston femelle en deux parties égales et d'autre part à un vilebrequin mis en rotation dans un axe perpendiculaire à l'axe de déplacement du piston femelle. De réalisation préféré de
Selon un autre mode de fabrication de l'invention, le piston femelle est animé préférablement par deux bielles associées d'une part au corps du piston femelle et d'autre part à un vilebrequin disposé en regard d'un ou l'autre des plans d'extrémité du piston femelle, de telle manière que le vilebrequin anime simultanément deux piston femelle placés de part et d'autre de son lieu de rotation.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston femelle est muni à au moins un endroit d'au moins deux génératrices de son plan périphérique extérieur, de galets tournants circulant sur un plan solidaire du châssis moteur, de manière à accompagner et guider ses mouvements à l'intérieur dudit châssis moteur.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston femelle est muni d'ailettes de refroidissement.
La description suivante en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue en perspective du piston femelle de l'invention, les quatre cylindres étant séparés en deux parties égales par un plan médian. Les fixations du point de rotation des bielles se situent à l'extrémité.
La figure 2 est une vue en perspective du piston femelle de l'invention, les quatre cylindres étant séparés en deux par un double plan médian. Les fixations des points de rotation de la ou des bielles se situent d'un côté du double plan central. La figure 3 est une vue schématique en coupe médiane en perspective du piston femelle de l'invention.
La figure 4 est une vue schématique en coupe du châssis moteur équipé de ses culasses.
La figure 5 est une vue en coupe médiane du piston femelle monté dans le châssis moteur et ses culasses.
La figure 6 est une vue en coupe transversale du piston femelle de l'invention montrant le dispositif de déplacement des bagues mobiles. La figure 7 est une vue en coupe locale d'une chambre motrice incluant dans sa paroi périphérique le dispositif de déplacement des bagues mobiles.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston femelle (PF) est composé de quatre cylindres creux juxtaposés en ligne (Cl) (C2) (C3) (C4) dont trois (Cl) (C3) (C4) sont de même contenance et un (C2) d'une contenance inférieure représentant 10 à 30% du volume des autres cylindres, le plus petit cylindre creux (C2) étant situé sur la même ligne et entre l'un ou l'autre des cylindres d'extrémité (Cl) (C4) et le cylindre creux central (C3). (Voir Fig 1).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les quatre cylindres creux juxtaposés en ligne sont séparés en deux parties égales et perpendiculairement à leur axe longitudinal, par un plan médian (PM) de manière à constituer d'une part dudit plan médian quatre cylindres creux (Cl) (C2) (C3) (C4) et de l'autre part dudit plan médian quatre autres cylindres creux (Cl) (C'2) (C'3) (C'4) chaque cylindre opposé de part et d'autre du plan médian (PM) ayant le même axe longitudinal que le cylindre creux auquel il est opposé, chaque cylindre opposé de part et d'autre du plan médian (PM) ayant la même forme, les mêmes dimensions et le même volume que le cylindre creux en regard duquel il se trouve, le plan médian (PM) constituant le fond de chacun des quatre cylindres creux opposés pour constituer ainsi un ensemble de huit chambres cylindriques actives ouvertes aux fonctions spécifiques soit :
- Deux chambres opposées dites chambres d'admission-compression (CHAI) (CHA2).
- Deux chambres opposées dites chambres de réserve de pression (CHP1) (CHP2).
- Deux chambres opposées dites chambres motrices (CHM1) (CHM2).
- Deux chambres opposées dites chambres d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2). (Voir Fig 1, 3).
Selon un mode de réalisation différent de l'invention, les quatre cylindres creux juxtaposés en ligne sont séparés en deux parties égales et perpendiculairement à leur axe longitudinal, par un double plan médian (DPM) de manière à constituer d'une part dudit double plan médian (DPM) quatre cylindres creux (Cl) (C2) (C3) (C4) et de l'autre part dudit double plan médian (DPM) quatre autres cylindres creux, (Cl) (C2) (C3) (C4) chaque cylindre opposé de part et d'autre du double plan médian (DPM) ayant le même axe longitudinal que le cylindre creux auquel il est opposé, chaque cylindre opposé de part et d'autre du double plan médian (DPM) ayant la même forme, les mêmes dimensions et le même volume que le cylindre creux en regard duquel il se trouve, chaque plan (DPMI) (DPM2) du double plan médian (DPM) constituant le fond de quatre cylindres creux pour constituer ainsi un ensemble de huit chambres cylindriques actives ouvertes à aux fonctions spécifiques soit :
- Deux chambres opposées dites chambres d'admission-compression (CHAI) (CHA2).
- Deux chambres opposées dites chambres de réserve de pression (CHP1) (CHP2).
- Deux chambres opposées dites chambres motrices (CHM1) (CHM2).
- Deux chambres opposées dites chambres d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2). (Voir Fig 2, 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des chambres d'admission-Compression (CHAI) (CHA2) chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2) chambre motrice (CHM1) (CHM2) et chambre d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2), recouvre en son intérieur une partie pleine solide et fixe solidaire d'un châssis moteur fixe, dite « culasse ». La partie mobile du moteur est constituée par le piston femelle (PF), les parties fixes sont constituées par les culasses et le châssis moteur dont elles sont solidaires, le carter, les axes fixes de rotation, les rails-came, les tuyauteries de pompe à huile, les paliers de vilebrequin etc. (Voir Fig 5).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les parties fixes dites « culasse » sont recouvertes par l'intérieur des chambres du piston femelle (PF) sont solidaires d'un châssis mécanique fixe dit « châssis moteur » (CM). Elles sont au nombre de huit, de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la chambre par laquelle elle est recouverte et chacune d'entre elles est coiffée par les parois de la chambre du piston femelle (PF) qui lui est associée.
Selon leur position et leur fonction lesdites culasse seront désignées ci-après par :
- Culasse d'admission-compression (CUA1) (CUA2) qui pénètre dans la chambre d'admission- compression (CHAI) (CHA2).
Culasse de réserve de pression (CUP1) (CUP2) qui pénètre dans la chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2).
Culasse motrice (CUM1) (CUM2) qui pénètre dans la chambre motrice (CHM1) (CHM2).
- Culasse d'extraction-échappement (CUE1) (CUE2) qui pénètre dans la chambre d'extraction- échappement (CHE1) (CHE2). (Voir Fig 4, 5).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des culasses du châssis moteur fixe (CM) dispose sur le plan périphérique de son extrémité active, c'est-à-dire la partie fermée qui est recouverte par la chambre qui l'engloutit, d'au moins deux gorges destinées à recevoir chacune un segment d'étanchéité (SE) pour être en contact avec le plan périphérique intérieur de ladite chambre. (Voir Fig 4, 5).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque espace (IS) entre les segments (SE) de chaque culasse, dit « espace inter segmentaire » (IS) dispose d'orifices de sorties de conduits permettant l'apport d'une lubrification entre la culasse et la chambre du piston femelle (PF) qui la coiffe.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse d'amission -compression (CUA1) (CUA2) dispose d'une valve de haut de culasse (VAl) (VA2) qui se ferme lorsque que la chambre correspondante (CHAI) (CHA2) avance et comprime les gaz et s'ouvre lorsque la chambre correspondante (CHAI) (CHA2) se retire pour aspirer les gaz qui sont prélevés dans le carter châssis moteur (CM) après passage dans un filtre. (Voir Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse de réserve de pression (CUP1) (CUP2) dispose d'une valve de haut de culasse (VI) (V2) qui est télécommandée de l'extérieur du piston femelle (PF), elle permet de réguler la pression à l'intérieur de la chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2). (Voir Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse motrice (CUM1) (CUM2) est équipée d'au moins un injecteur de carburant (ICI) (IC2) et d'au moins un injecteur pneumatique à haute pression (IP1) (IP2) ainsi que d'un système d'allumage ou de réchauffement (Al) (A2) de la chambre (bougie d'allumage ou de préchauffage) (CHMl) (CHM2), lesdits éléments étant alimentés par des pompes et systèmes extérieurs au moteur proprement dit et alimentés électriquement ou entraînés par le moteur lui-même. (Voir Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque culasse d'extraction-échappement (CUE1) (CUE2) dispose d'une valve de haut de culasse (VE1) (VE2) qui se ferme lors du retrait de la chambre correspondante afin de diminuer la pression, elle s'ouvre lorsque la chambre (CHEl) (CHE2) avance sur la culasse afin d'évacuer les gaz brûlés dans les tuyaux d'échappements. (Voir Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le carter enveloppant le moteur dit « carter châssis » est insonorisé et refroidi par ventilation et/ou aération contrôlée, l'air refroidit le piston femelle (PF) et
L'autre bague mobile qui succède à la bague d'admission (BGA), a une hauteur équivalente à la totalité de la hauteur restante de l'alésage porte bague (APB), elle est désignée ci-après par le terme « bague d'échappement » (BGE). (Voir Fig 3,5,7). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'alésage porte bagues (APB) est muni sur son plan périphérique intérieur d'au moins deux gorges pour recevoir chacune un segment pour assurer l'étanchéité et la lubrification du mouvement.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la bague d'admission (BGA) et la bague d'échappement (BGE) de chacune des chambres motrices (CHMl) (CHM2) , sont élève simultanément sa température et sa pression au contact des culasses d'extraction-échappement (CUEl) (CUE2), il est ensuite prélevé et filtré pour rejoindre les culasses d'admission-compression (CUA1) (CUA2) .
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le carter châssis (CM) dispose des paliers supports vilebrequin (PV) et autres rails-came ( C) guides des galets tournants (GT) des leviers (LB) d'animation des bagues d'admission (BGA) et bagues d'échappement (BGE) ainsi que d'autres points de fixation. (Voir Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque chambre d'admission-compression (CHAI) (CHA2) communique avec la chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2) qui lui est opposée au moyen d'un conduit (CO), de telle manière que l'air comprimé dans chaque chambre d'admission- compression (CHAI) (CHA2) est transféré par ledit conduit (CO) dans la chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2) qui lui est opposée. Ainsi ce transfert croisé des compressions conduit à l'admission d'un volume d'air pré-comprimé au bon moment du fonctionnement dans chaque chambre motrice (CHMl) (CHM2). La pression ainsi transférée dans la chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2) est maintenue au moyen d'une valve anti-retour. (Voir Fig 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'intercommunication entre les chambres de réserve de pression (CHP1) (CHP2) , les chambres motrices (CHMl) (CHM2) et les chambres d'extraction- échappement (CHEi) (CHE2) de chaque partie opposée du piston femelle (PF), est réalisée par des espaces libres communicants (ELC) obturés ou libérés par les déplacements de bagues mobiles animées à l'intérieur de la chambre motrice (CHMl) (CHM2) . (Voir Fig 3, 5, 7).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi périphérique de chacune des chambres motrices (CHMl) (CHM2) opposées du piston femelle (PF), dispose d'un espace périphérique autrement dit un alésage issu du plan d'ouverture de la chambre motrice dit ci-après « alésage porte bagues » (APB), de profondeur longitudinale inférieure à la profondeur de la chambre motrice (CHMl) (CHM2) et
de profondeur diamétrale suffisante pour recevoir le déplacement de deux bagues mobiles successives, de telle manière que le diamètre extérieur desdites bagues mobiles successives soit en contact avec le diamètre de l'alésage porte bagues (APB) dans lequel elles se déplacent et le diamètre intérieur desdites bagues mobiles successives soit confondu avec le diamètre intérieur de la chambre motrice (CH 1) (CHM2). (Voir Fig 7).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les deux bagues mobiles successives sont indépendantes l'une de l'autre et mobiles l'une par rapport à l'autre à l'intérieur de l'alésage porte bagues (APB) qui les reçoit, elles peuvent se déplacer seules ou ensemble. Une de ses deux bagues mobiles successives est de hauteur réduite et placée au fond de l'alésage porte bague (APB), vers le fond de la chambre motrice, elle est désignée ci-après par le terme « bague d'admission » (BGA). rendues mobiles à l'intérieur de l'alésage porte bagues (APB), au moyen de pattes intégrées et solidaires de chacune d'elles dites « patte-contact »(PC), chacune desdites pattes-contact (PC) étant actionnée par un levier basculant (LB) , muni à son extrémité libre extérieure au corps de la chambre motrice (CHM1) CHM2) , d'un galet tournant (GT) maintenu au contact de la «patte-contact (PC) par un ressort de maintien (RM) en appui des leviers basculants (LB) et mobilisés par un rail extérieur faisant office de came ci-après désignés « rail-came »(RC). Ainsi l'ouverture et la fermeture des orifices d'intercommunication entre les chambres de réserve de pression (CHPl) (CHP2) , les chambres motrices (CHM1) (CHM2) et les chambres d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2), sont commandées par le profil des rails-came (RC) extérieurs au corps de la chambre motrice (CHM1) (CHM2), sur lesquels circulent les galets tournants (GT) des leviers basculants (LB) agissant directement sur les pattes-contact (PC) intégrées aux bagues mobiles (BGA) (BGE), ou étirant les ressorts de maintien (RM) des leviers basculants (LB) sans mobiliser les bagues (BGA) (BGE). (Voir Fig 7). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des pattes-contact (PC) solidaire de chacune des bagues mobiles (BGA) (BGE) est soumise à l'action d'un ressort de rappel (RR) pour la ramener en position initiale. Chaque ressort de rappel (RR) est intégré dans un logement creux situé à l'intérieur du corps périphérique de la chambre motrice (CHM1) (CHM2), logement creux dans lequel s'animent le levier basculant (LB) et la patte-contact (PC) sous l'effet du profil d'un rail-came (RC) correspondant. Le levier basculant (LB) est maintenu en appui sur la patte-contact (PC) par un ressort de maintien (RM) en appui des leviers basculants (LB) sur la patte de contact (PC). (Voir Fig 7).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, un canal périphérique dit « canal périphérique de communication » (CPC) issu de chaque chambre de réserve de pression (CHPl) (CHP2) est prévu à l'intérieur de la paroi périphérique de chaque chambre motrice (CHM1) (CHM2) , à l'arrière du plan périphérique de l'alésage porte bagues (APB) et hors des zones de lubrification inter segmentaires. Ce canal de communication(CPC) communique avec l'intérieur de l'alésage porte bagues (APB) et donc avec
l'intérieur de la chambre motrice (CHM1) CHM2) au moyen d'une pluralité de petits canaux radiaux, (CR) chacun débouchant par un orifice dit « orifice d'admission ». Ces orifices d'admissions sont tous situés sur une même génératrice et au niveau supérieur de la bague d'admission (BGA) afin d'être découverts simultanément par un déplacement réduit des bagues mobiles. Ce dispositif a pour fonction le transfert rapide des gaz d'admission lorsque le piston femelle (PF) est en fin de course, afin de réaliser par un déplacement réduit une compression optimum garantissant une bonne combustion interne. Chaque orifice d'admission est muni d'un joint d'étanchéité (JO) admettant le glissement du plan périphérique extérieur de la bague d'admission (BGA) (Voir Fig 7).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, quatre axes de rotation traversent le piston femelle (PF) et permettent par rotation d'une pièce mécanique de bloquer alternativement les bagues mobiles (BGA) (BGE) pour éviter leurs déplacements par inertie lors de la combustion interne ou les libérer pour admettre ou extraire les gaz (Non représenté). Ces quatre axes fixes qui traversent le piston femelle (PF) permettent la rotation des crochets de retenue (AL) des leviers basculants (LB) afin que les galets (GT) des leviers basculants (LB) n'appuient plus sur les rails-came (RC) pour ne plus ouvrir les communications entre la « chambre de réserve de pression » (CHP1) (CHP2) et la « chambre motrice » (CHM1)(CHM2) et entre la « chambre motrice » (CH M1) (CHM2) et la « chambre d'extraction- échappement » (CHE1)(CHE2). Ainsi le piston femelle sert de frein moteur et récupérateur d'énergie pneumatique en devenant un compresseur à deux étages où l'air est comprimé dans la « chambre d'admission-compression » (CHA1)(CHA2) puis comprimé une nouvelle fois dans la « chambre de réserve de pression » (CHP1)(CHP2), pour être récupéré à très haute pression par le biais de la valve de haute de culasse de la « chambre de réserve de pression » (CHP1)(CHP2) et de la valve de récupération de pression qui oriente l'air comprimé deux fois vers la chambre de mélange de pression en cas de fonctionnement comme moteur pneumatique ou bien vers la réserve de haute pression pneumatique en cas de récupération d'énergie au freinage.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la lubrification inter segmentaire des bagues mobiles et des culasses fixes est assurée par le même système formant pompe à huile animée par le mouvement du piston femelle (PF). Le système de lubrification est constitué de deux tubes par chambre motrice (CHM1) (CHM2), solidarisés au châssis (CM) et reliés à un circuit d'alimentation en huile. Chaque tube coulisse à l'intérieur d'un espace cylindrique (EH1) (EH2) empli d'huile situé diamétralement de part et d'autre de la chambre motrice. Chacun de ces espaces cylindriques (EH1) (EH2) communique avec les espaces de lubrification inter segmentaires situés en périphérie de l'espace porte bagues. Chacun des tubes coulissants est muni en extrémité d'une valve à ouverture identique qui s'ouvre et se ferme alternativement de telle manière que lorsqu'un tube pénètre dans l'espace cylindrique empli d'huile (EH1) (EH2) , sa valve est fermée afin qu'il agisse comme un piston alors que simultanément, le tube diamétralement opposé qui sort de l'espace cylindrique empli d'huile lui est
ouvert pour permettre l'évacuation du lubrifiant. Cette association de tubes avec les mouvements du piston femelle (PF) agit comme une pompe à huile par pénétration alimentant la lubrification automatique des espaces inter segmentaires des bagues mobiles et des culasses du piston femelle de l'invention (PF). Les espaces inter segmentaires (IS) de chacune des culasses communiquent entre eux de manière à ce que le dispositif de lubrification puisse alimenté l'ensemble des espaces inter segmentaires (IS) de l'ensemble des culasses du piston femelle (PF). (Voir Fig 6).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston femelle (PF) est animé par une bielle (BL) associée d'une part au milieu du double plan médian (DPM) séparant le piston femelle (PF) en deux parties égales et d'autre part à un vilebrequin (VB) mis en rotation dans un axe perpendiculaire à l'axe de déplacement du piston femelle (PF). (Voir Fig 5).
Selon un autre mode de fabrication de l'invention, le piston femelle (PF) est animé préférablement par deux bielles associées (BL) d'une part au corps du piston femelle (PF) et d'autre part à un vilebrequin (VB) disposé en regard d'un ou l'autre des plans d'extrémité du piston femelle (PF), de telle manière que le vilebrequin (VB) anime simultanément deux piston femelle (PF) placés de part et d'autre de son lieu de rotation.
Selon le mode de réalisation de l'invention, le piston femelle (PF) est muni à au moins un endroit d'au moins deux génératrices de son plan périphérique extérieur, de galets tournants (GG) circulant sur un plan solidaire (RG) du châssis moteur (CM), de manière à accompagner et guider ses mouvements à l'intérieur dudit châssis moteur(CM). (Voir Fig 3, 4, 5).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston femelle est muni d'ailettes de refroidissement pour améliorer son refroidissement lors de ses mouvements alternatifs dans l'air ambiant.
Claims
1. - Ensemble de motorisation pouvant fonctionner en moteur thermique, pneumatique, hybride et récupérateur pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend un piston formé de quatre cylindres creux ouverts à chaque extrémité (Cl) (C2) (C3) (C4), disposés de manière juxtaposée et en ligne, dont trois sont de même diamètre (Cl) (C3) (C4) et un (C2) de diamètre plus réduit et placé entre deux desdits cylindres creux ouverts de même diamètre (Cl) (C3), lesdits quatre cylindres creux ouverts (Cl) (C2) (C3) (C4) étant séparés par un pian médian (PM) perpendiculaire à leur axe longitudinal, de manière à constituer de part et d'autre du plan médian (PM) quatre espaces cylindriques creux ouverts de même axe longitudinal, même forme, même volume et même dimensions que les espaces cylindriques creux ouverts (Cl) (C2) (C3) (C4) situés de l'autre côté du plan médian (PM) et en regard desquels ils sont opposés, chacun desdits espaces cylindriques creux ouverts (Cl) (Cl) (C2) (C2) (C3) (C3) (C4) (C4) ainsi obtenus constituant une chambre venant recouvrir avec son intérieur une culasse fixe de forme convexe et saillante qui est solidaire d'un châssis moteur (CM) .
2. - Ensemble de motorisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les quatre cylindres creux ouverts à chaque extrémité (Cl) (C2) (C3) (C4), disposés de manière juxtaposée et en ligne sont séparés par un plan médian caractérisé en ce qu'il est double (OPM) et dispose de deux plans (DPMI) et (DPM2) séparés par un espace libre d'accès, pour constituer d'une côté dudit double plan médian (DPM) un ensemble de quatre espaces cylindriques creux ouverts (C1)(C2)(C3)(C4) et de l'autre côté dudit double plan médian (DPM) un autre ensemble de quatre espaces cylindriques creux ouverts (C1)(C2)(C3)(C4) de même axe longitudinal, même forme, même volume et même dimensions que les espaces cylindriques creux ouverts en regard desquels ils sont opposés, chacun desdits espaces cylindriques creux ouverts (Cl) (Cl) (C2) (C2) (C3) (C3) (C4) (C4) ainsi obtenus venant recouvrir avec son intérieur une culasse fixe de forme convexe et saillante qui est solidaire d'un châssis moteur (CM) .
3.- Ensemble de motorisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que deux des cylindres creux ouverts de plus grand diamètre opposés de part et d'autre du double plan médian (DPM) constituent deux chambres opposées d'admission-compression (CHAI) (CHA2) d'un moteur, deux cylindres creux ouverts de plus petit diamètre opposés de part et d'autre du double plan médian (DPM) constituent deux chambres opposées de réserve de pression (CHP1) (CHP2), deux des cylindres creu ouverts de plus grand diamètre opposés de part et d'autre du double plan médian (DPM) constituent deux chambres motrice opposées (CHM1) (CHM2) et deux cylindres creux ouverts de plus grand diamètre opposés de part et d'autre du double plan médian (DPM) constituent deux chambres
opposées d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2), chacune desdites chambres (CHAI) (CHA2) CHP1) (CHP2) (CHM1) (CH 2) (CHE1) (CHE2) coopérant avec une culasse fixe respective de forme convexe et saillante solidaire du châssis (CM) du moteur à combustion interne, pneumatique, hybride et récupérateur d'énergie..
4. - Ensemble de motorisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des huit cylindres creux ouverts opposés deux à deux de part et d'autre du double plan médian (DPM) coulisse alternativement à l'extérieur d'une culasse fixe selon un mouvement alternatif transmis au moyen d'un vilebrequin (VB), de telle manière que chaque chambre d'admission-compression (CHAI) (CHA2) recouvre alternativement avec son espace intérieur une culasse fixe d'admission-compression (CUA1) (CUA2), chaque chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2) recouvre alternativement avec son espace intérieur une culasse fixe de réserve de pression (CUP1) (CUP2), chaque chambre motrice (CHM1) (CHM2) recouvre alternativement avec son espace intérieur une culasse fixe motrice (CUM1) (CUM2) et chaque chambre d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2) recouvre alternativement avec son espace intérieur une culasse d'extraction-échappement (CUE1) (CUE2).
5. - Ensemble de motorisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque culasse fixe (CUA1) (CUA2) (CUP1) (CUP2) (CUMl) (CUM2) (CUE1) (CUE2) est recouverte par chaque chambre (CHAI) (CHA2) (CHP1) (CHP2) (CHM1) (CHM2) (CHE1) (CHE2) , est solidaire d'un châssis moteur fixe (CM) et dispose sur son extrémité active fermée, c'est-à-dire la partie en regard du fond de la chambre qui la reçoit, d'au moins deux gorges périphériques recevant chacune un segment périphérique (SE) pour garantir l'étanchéité et la lubrification du mouvement, l'espace inter segmentaire (IS) entre les deux segments (SE) étant muni d'au moins un orifice de sortie d'un circuit de lubrification.
6.- Ensemble de motorisation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque culasse d'admission-compression (CUA1) (CUA2) qui est recouverte par chaque chambre d'admission- compression (CHAI) (CHA2) est munie en son extrémité active fermée, d'une valve de haut de culasse (VA1) (VA2) qui se ferme ou s'ouvre automatiquement selon les mouvements du piston (PF) pour assurer la compression ou l'aspiration des gaz après filtration, chaque culasse de réserve de pression (CUP1) (CUP2) qui est recouverte par chaque chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2) est munie en son extrémité active fermée, d'une valve de haut de culasse (VI) (V2) télécommandée de l'extérieur pour réguler la pression à l'intérieur de la chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2), chaque culasse motrice (CUMl) (CUM2) qui est recouverte par chaque chambre motrice (CHM1) (CHM2) est munie d'au moins un injecteur de carburant (ICI) (IC2), d'au moins un injecteur pneumatique (IP1) (IP2) et d'au moins un système d'allumage et /ou de préchauffage (Al) (A2), lesdits éléments étant alimentés par des pompes et systèmes extérieurs au moteur et alimentés électriquement ou par les mouvements du moteur lui-même et chaque culasse d'extraction-échappement (ÇUEl) (CUE2) qui est recouverte par
chaque chambre d'extraction-échappement (CHE1) (CHE2) est munie en son extrémité active fermée, d'une valve de haut de culasse (VE1) (VE2) qui se ferme ou s'ouvre automatiquement selon les mouvements du piston (PF) pour diminuer la pression et assurer l'évacuation des gaz brûlés.
7.- Ensemble de motorisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plan extérieur de chacun des cylindres (C1)(C1)(C2)(C'2) (C3) (C3)(C4)(C4) constituant les différentes chambres (CHAI) (CHA2)(CHP1)(CHP2)(CHM1)(CHM2)(CHE1) (CHE2) est muni d'ailettes pour favoriser son refroidissement lors de ses mouvements à l'intérieur d'un carter aéré et ventilé, l'air ambiant étant réchauffé au contact des culasses d'extraction-échappement (CUE1) (CUE2) avant d'être injecté après filtration dans les culasses d'admission-compression (CUA1) (CUA2).
8. - Ensemble de motorisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la chambre d'admission-compression (CHAI) située d'un côté du double plan médian (DPM) communique avec la chambre de réserve de pression (CHP2) située de l'autre côté du double plan médian (DPM) et la chambre d'admission-compression (CHA2) située d'un côté du double plan médian (DPM) communique avec la chambre de réserve de pression (CHP1) située de l'autre côté du double plan médian (DPM), au moyen de conduits (CO) pour permettre un transfert croisé des compressions et l'admission dans chaque chambre motrice (CHM1) (CHM2) d'un volume d'air pré-comprimé, la pression ainsi transférée dans chaque chambre de réserve de pression (CHP1) (CHP2) étant maintenue au moyen d'une valve anti-retour.
9. - Ensemble de motorisation selon la revendications 3, caractérisé en ce que les intercommunications d'une part entre la chambre de réserve de pression (CHP1), la chambre motrice (CHM1) et la chambre d'extraction-échappement (CHE1) situées d'un côté du double pian médian (DPM) et d'autre part entre la chambre de réserve de pression (CHP2), la chambre motrice (CHM2) et la chambre d'extraction-échappement (CHE2) situées de l'autre côté du double plan médian (DPM), sont réalisées au moyen d'espaces libres communicants (ELC), obturés ou libérés par le mouvement de deux bagues mobiles successives dites bague mobile d'admission (BGA) et bague mobile d'échappement (BGE), à l'intérieur d'un alésage porte bagues (APB) réalisé dans la paroi périphérique de l'espace intérieur de chaque chambre motrice (CHM1) (CHM2), de telle manière que le diamètre intérieur des bagues mobiles successives (BGA) (BGE) soit confondu avec le diamètre intérieur de la chambre motrice (CHM1) (CHM2) correspondante.
10. - Ensemble de motorisation selon la revendications 9, caractérisé en ce que le déplacement individuel et indépendant de chacune des bagues mobiles successives (BGA) (BGE) à l'intérieur de l'alésage porte bagues (APB) d'une chambre motrice (CHMl) (CHM2) , est étanché au moyen d'au moins deux gorges retenant chacune un segment sur le plan périphérique interne de ladite chambre motrice et
lubrifié dans l'espace inter segmentaire (IS), ledit déplacement individuel et indépendant étant généré au moyen d'une pluralité de leviers basculants (LB) articulés à l'intérieure de la paroi de la chambre motrice (CH 1) (CH 2) , chacun animé par le contact d'un galet tournant (GT) sur le profil de son rail- came ( C) respectif extérieur au piston (PF) pour agir directement sur une patte contact (PC) solidaire de la bague correspondante, maintenue en rappel par un ressort de rappel (RR), les leviers basculants (LB) étant maintenus au contact par un autre ressort de maintien de levier (LB) sur les pattes-contact ( C).
11 - Ensemble de motorisation selon la revendications précédente, caractérisé en ce que la paroi périphérique de chaque chambre motrice (CHM1) (CHM2) dispose à l'arrière du plan périphérique de l'alésage porte bagues (APB) et hors des zones de lubrification inter segmentaires, d'un petit canal périphérique de communication (CPC) issu de chaque chambre de réserve de pression (CHPl) CHP2) et communiquant avec l'intérieur de l'alésage porte bagues (APB) et donc l'intérieur de la chambre motrice (CHM1) (CHM2) au moyen d'une pluralité de petits canaux radiaux (CR) situés sur une même génératrice, pour assurer le transfert rapide des gaz d'admission lorsque le piston est en fin de course, chaque orifice de sortie des petits canaux radiaux (CR) étant étanché par un joint torique (JO) acceptant le glissement du plan périphérique extérieur des bagues mobiles (BGA) (BGE).
12. - Ensemble de motorisation selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il dispose d'une part d'un dispositif mécanique de blocage et déblocage alternatif des bagues mobiles (BGA) (BGE) à l'intérieur de leur chambre motrice respective (CH 1) (CHM2) pour éviter leur déplacement par inertie lors de la combustion interne ou permettre l'extraction des gaz et d'autre part d'un dispositif mécanique de pompe à huile destiné à alimenter les espaces inter segmentaire (IS) de chaque culasse fixe communiquant entre eux et de chaque alésage porte bagues (APB), constitué principalement de deux tubes solidaires du châssis moteur (CM) et reliés à un circuit d'alimentation en huile, coulissant dans deux espaces cylindriques emplis d'huile (EH1) (EH2) situés diamétralement opposés de part et d'autre de chaque chambre motrice (CHM1) (CHM2), lesdits tubes étant chacun muni en extrémité pénétrante, d'une valve à ouverture et fermeture opposée en fonction du va et vient du piston pour assurer l'entrée et l'évacuation de l'huile lors du mouvement alternatif du piston (PF).
13. - Ensemble de motorisation selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il est traversé par quatre axes fixes permettant par la rotation des crochets de retenue des leviers basculants (LB) d'éviter le contact des galets tournants (GT) avec les rails-came (RC) et empêcher ainsi la communication entre la chambre de réserve de pression (CHP1)(CHP2) et la chambre motrice (CHM1)(CHM2) et entre la chambre motrice (CHM1)(CHM2) et la chambre d'extraction-échappement {CHE1)(CHE2), cette action le transformant en frein moteur récupérateur d'énergie pneumatique et en faisant un compresseur à deux étages où l'air est comprimé dans la chambre d'admission-compression
(CHA1)(CHA2) puis une nouvelle fois dans la chambre de réserve de pression (CHPl)(CHP2) pour être récupérée à très haute pression.
14.- Ensemble de motorisation selon les revendications l, 2, 3, S, 12, caractérisé en ce que ses déplacements sont guidés par une pluralité de galets tournants (GG) placés sur au moins deux de ses génératrices extérieures et portant sur des supports (RG) prévus à cet effet sur le châssis moteur (CM) et générés par un vilebrequin (VB) tournant dans deux paliers (PV) solidaires du châssis moteur (CM), relié par une bielle centrale (BL) à l'intérieur du double plan (DPM).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16731949 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16731949 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |