FR2580032A1 - Internal combustion engine with a free piston fulfilling a second role as an inertia flywheel - Google Patents

Internal combustion engine with a free piston fulfilling a second role as an inertia flywheel Download PDF

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FR2580032A1 FR8505325A FR8505325A FR2580032A1 FR 2580032 A1 FR2580032 A1 FR 2580032A1 FR 8505325 A FR8505325 A FR 8505325A FR 8505325 A FR8505325 A FR 8505325A FR 2580032 A1 FR2580032 A1 FR 2580032A1
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Abstract

The invention relates to internal combustion diesel or stratified-charge engines and more particularly to engines with a wide range of speeds. It comprises two double free pistons 12, 14 and 1, 22 moving in opposite directions from one another in an oversized cylinder, a central hydraulic transmission, a hydraulic motor-pump 6 rotationally driving the pistons 1 and 12 therefore fulfilling the role of inertia flywheel and generating a vortex movement of the combustible gases contained in the combustion chambers 13 and 25. This engine combines the advantages of high cylinder capacities, free pistons, free inertia flywheel, hydraulic transmission with continuously varying ratio, whilst eliminating the disadvantages. It is a universal engine which can be applied, for example, to cars.

Description

MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A PISTON LIBRE JOUANT UN
SECOND ROLE DE VOLANT D'INERTIE.INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH FREE PISTON PLAYING A
SECOND ROLE OF INERTIAL WHEEL.

La présente invention appartient au domaine des moteurs à grande variation de régime et plus particulièrement au domaine du moteur automobile diesel ou à charge stratifiée. The present invention belongs to the field of engines with large variation of speed and more particularly to the field of the diesel automobile engine or stratified charge.

Les moteurs actuellement commercialisés sont constitués de la réunion de petits pistons se mouvant à haute vitesse ,ceci afin d'éliminer les vibrations,d'éviter un fonctionnement par à-coup de diminuer le poids,le volume du moteur.Cependant les pertes d'énergie sont importantes puisqu'elles représentent à peu près 75% de 1' énergie totale du combustible. The engines currently marketed consist of the assembly of small pistons moving at high speed, this in order to eliminate vibrations, to avoid a jerk operation to reduce the weight, the volume of the engine.However the losses of energy are important since they account for about 75% of the total energy of the fuel.

La présente invention se propose d'allier l'économie d'essence à la puissance tout en restant simple,sans que le poids ne devienne trop élevé. The present invention proposes to combine fuel economy with power while remaining simple, without the weight becoming too high.

Elle se présente comme la synthèse detrois éléments :un cylindre volumineux,un volant d'inertie de grande dimension,une transmission hydraulique.La taille démesurée du cylindre (30cm g) par rapport au cylindre actuel des automobiles permet de diminuer Ia surface des pièces métalliques en contact avec les gaz en combustion proportionnellement au volume de gaz détendu,donc de diminuer les pertes d'énergie calorifique.Elle diminue la fréquence des explosions par conséquent abaisse le niveau sonore, réduit les frottements engendrés par le mouvement de translation du piston,les pertes par pompage laminage du comburant et desgaz brAlés,augmente la puissance du moteur.Son plus grand défaut est de libérer une quantité très irrégulière d'énergie,d'où la nécessité de lui adjoindre un réservoir d'énergie qui emmagasine l'énergie libérée en surplus par la combustion,et la restitue au moment de la recompression des gaz et de leur renouvellement, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a plus de combustion fournissant de l'énergie.Comment concevoir alors ce réservoir d'énergie?
La solution proposée consiste à faire jouer au piston un second rôle de volant d'inertie,ceci afin de diminuer le poids et l'encombrement du moteur.It is presented as the synthesis of three elements: a bulky cylinder, a large flywheel, a hydraulic transmission. The enormous size of the cylinder (30cm g) compared to the current cylinder of automobiles makes it possible to reduce the surface of the metal parts. in contact with the gases in combustion in proportion to the volume of expanded gas, thus to reduce the heat energy losses. It reduces the frequency of the explosions therefore lowers the sound level, reduces the friction generated by the translational movement of the piston, the Pumping losses caused by burning of the oxidizer and burned gas, increases the power of the motor. Its biggest fault is to release a very irregular quantity of energy, hence the need to add a reservoir of energy that stores the energy released. surplus by combustion, and restores it at the moment of the recompression of the gases and their renewal, that is to say when There is no more combustion providing energy. How to design then this reservoir of energy?
The proposed solution is to play the piston a second role of flywheel, this in order to reduce the weight and size of the engine.

Ce choix procure en outre d'autres avantages. This choice also provides other benefits.

-Le mouvement rotatif du piston produit un mouvement tourbillonaire des gaz contenus dans la chambre de combustion.Le mélange air-essence s'approche ainsi des proportions stoechiométriques pour une combustion plus complète.The rotary movement of the piston produces a whirling motion of the gases contained in the combustion chamber. The air-fuel mixture thus approaches the stoichiometric proportions for a more complete combustion.

-De plus,le volant d'inertie se comporte comme un gyroscope solidaire de la carrosserie(sauf dans son mouvement rotatif).-Furthermore, the flywheel behaves like a gyro attached to the bodywork (except in its rotary movement).

I1 stabilise ainsi l'assiette du véhicule,améliorant le confort, la tenue de route en virage,et le freinage. It thus stabilizes the attitude of the vehicle, improving comfort, handling cornering and braking.

-I1 peut récupérerl'energie cinétique du véhicule,généralement gaspillée dans les freins sous forme d'énergie calorifique.La puissance disponible au niveau du volant d'inertie peut être alors reconvertie instantanément,ce qui permet de fortes accélérations au redémarrage.-It can recover the kinetic energy of the vehicle, usually wasted in the brakes in the form of heat energy. The power available at the flywheel can then be converted instantly, which allows strong accelerations at restart.

Mais il reste à adopter une transmission satisfaisante du volant et des pistons.Le volant d'inertie impose une transmission de rapport à variation continue.La taille démesurée du cylindre proscrit l'emploi d'un vilebrequin qui augmenterait l'encombrement du moteur.On a donc choisi une conformation utilisant une transmission hydraulique.Celle-ci permet en outre d'obte nit. ; -quelque soit le régime,un taux de compression optimum et un un remplissage fixe de la chambre de combustion.But it remains to adopt a satisfactory transmission of the steering wheel and pistons. The flywheel imposes a report transmission continuously variable. The excessive size of the cylinder prohibits the use of a crankshaft that would increase the size of the engine. has therefore chosen a conformation using a hydraulic transmission.Celle this further allows obte nit. ; whatever the regime, an optimum compression ratio and a fixed filling of the combustion chamber.

-une transmission automatique à variation continue.-a continuously variable automatic transmission.

-l'entrainement dtéléments annexes(suspension hydropneumatique commande assistée,etc)
Voyons quelle est cette conformation.the training of ancillary elements (hydropneumatic assisted control suspension, etc.)
Let's see what is this conformation.

Deux pistons libres se font face;ils ont même axe imaginaire, et se meuvent dans un cylindre qu'ils séparent en trois chambres.Two free pistons face each other, they have same imaginary axis, and move in a cylinder that separate in three rooms.

Lorsque se produit l'explosion dans les deux chambres opposées, les deux pistons sont violemment repoussés.Dans une variante, l'axe d'un piston vient coulisser dans un cylindre repoussant par là-même le fluide s'y trouvant vers une chambre délimitée par le même cylindre et par un piston en forme d'anneau fixé à l'axe en forme de cylindre de l'autre piston.Le piston en forme d'anneau est donc repousséen sens opposé,de sorte que les deux pistons
se meuvent dans unsens de translation opposé l'un de l'autre.Ainsi le centre de gravité du système reste fixe,les vibrations inexistantes.Le piston en forme d'anneau dans son cylindre vient à son tour refouler le fluide entrainant alors !a ou les pompes-moteurs placées dans la chambre centrale cou à e à l'axe des pistons jouant le rôle de volant d'inertie,et la ou les pompes-moteurscouplées à l'arbre moteur,l'une L?h.--
oins étant à cylindrée variable.Le fluide est passé bien enten dans un circuit hydraulique comportant des valves,mais il ntest pas l'objet du présent brevet.When the explosion occurs in the two opposite chambers, the two pistons are violently pushed back.In a variant, the axis of a piston is slid in a cylinder pushing by the fluid therein to a delimited chamber by the same cylinder and by a ring-shaped piston fixed to the cylinder-shaped axis of the other piston.The ring-shaped piston is therefore repousseen opposite direction, so that the two pistons
In this way, the center of gravity of the system remains fixed, the vibrations do not exist. The piston in the form of a ring in its cylinder is in turn repressing the driving fluid then! or the pump-motors placed in the central chamber neck to e to the axis of the pistons acting as flywheel, and the pump-motorscouplées to the motor shaft, one L? h .--
The fluid has passed well in a hydraulic circuit having valves, but it is not the subject of this patent.

plans une seconde variante,le moyen de transformer le mouvement de translation des deux pistons en un mouvement du fluide est constitué par deux autres pistons,chacun fixé à un axe des pistons en contact avec la chambre de combustion.Ces deux pistons coulissent ddans deux demi-cylindres accolés contenant chacun un fluide.La proportionalité des mouvements des deux pistons sera donc obtenue par un dispositif hydraulique placé l'extérieur du grand cylindre et ne faisant pas partie du présent brevet. plans a second variant, the means of transforming the translational movement of the two pistons into a movement of the fluid is constituted by two other pistons, each attached to an axis of the pistons in contact with the combustion chamber.These two pistons slide in two half The proportions of the movements of the two pistons will therefore be obtained by a hydraulic device placed outside the large cylinder and not forming part of this patent.

on prévoit en outre pour assurer le bon fonctionnement du moteur d'adjoindre un système de refroidissement des pistons en contact avec les gaz chauds par circulation d'unfluide dans des conduits à leur contact,d'adjoindre aux deux pistons rotatifs un second piston solidaire de leur axe sauf dans leur mouvement rotatif s.Les pistons-volants ne pouvant être encontact avec les parois du cylindre à cause des frottements tres importants dus à leur rotation,c'est ce dernier piston qui assure l'étanchéité des chambres de combustion;il n'effectue donc pas de rotation sur lui-même et sert de palier au volant d'inertie.it is furthermore provided to ensure the proper functioning of the engine to add a cooling system of the pistons in contact with the hot gas by circulating a fluid in conduits to their contact, to add to the two rotary pistons a second piston secured to their axis except in their rotary movement s.The flying pistons can not be encontact with the walls of the cylinder because of the very high friction due to their rotation, it is the latter piston which seals the combustion chambers; does not rotate on itself and serves as a bearing on the flywheel.

L'énergie nécessaire à la compression des gaz frais efs2Y5anie le volant d'inertie mais aussi par un gaz,emprisonné dans la chambre centrale,faisant donc office de ressort pneumatique.The energy required to compress the fresh gas efs2Y5anie the flywheel but also by a gas, trapped in the central chamber, thus acting as a pneumatic spring.

Etudions à présent le mode de combustion des gaz. Let's now study how the gases burn.

Une telle cylindrée exige une combustion lente car les pompemoteurs, les pistons ne peuvent supporter une variation trop forte et violente de pression.Par conséquent deux modes de combustion sont envisageahles:le diesel et le moteur dit à charge stratifiée.Ce dernier mode se prête particulièrement à l'invention présente.En effet le mélange gazeux étant non homo zonez la combustion n'est pas totale et immédiate mais peut se pcursuivre du fait du remélange obtenu par la rotation du piston en son contact.De plus les bougies d1allumage,placées de façon centre sur la tête du piston rotatiftsont en contact avec un plus grand volume de gaz,d'où une combustion plus complète.Such a displacement requires a slow combustion because the pumpemoteurs, the pistons can not support a too strong and violent variation of pressure.Therefore two modes of combustion are envisaged: the diesel and the engine said stratified charge.This last mode lends itself particularly In fact, since the gaseous mixture is not homogeneous, the combustion is not complete and immediate, but it can occur due to the remixing obtained by the rotation of the piston in its contact. In addition, the ignition plugs centrally on the rotary piston head are in contact with a larger volume of gas, resulting in more complete combustion.

La figure 1 annexe est une vue en coupe du cylindre(19) dans le sens longitudinal .Les pistons(l2)et(l) sont représentés ici en bout de course,les gaz étant compresses à leur maximum dans les chambres(13)et(25).NôUs nous plaçons dans une variante où le moteur est a charge stratifié,à deux temps,à cylindres hydrauliques centraux(5)et(18) ayant même axe imaginaire,le cylindre(18) contenant le cylindre(5).Enfin la porï0pe-moteûr(6) est symbolisée par un anneau(vu en coupe). FIG. 1 is a cross-sectional view of the cylinder (19) in the longitudinal direction. The pistons (12) and (1) are represented here at the end of the stroke, the gases being compressed to their maximum in the chambers (13) and (25). We place ourselves in a variant in which the engine is a stratified load, with two stages, with central hydraulic cylinders (5) and (18) having the same imaginary axis, the cylinder (18) containing the cylinder (5). Finally pori0pe-moteûr (6) is symbolized by a ring (seen in section).

La figure 3 est une vue en coupe dans le sens longitudinal d'une seconde variante de la transmission hydraulique centrale:deux
demi-cylindres(32)et(33)accolés renferment un fluide;dans le cylindre(32) coulisse un piston(28) fixé à l'axe du piston(l2); dans le cylindre(33) coulisse un piston(29) fixé à l'axe < 31) du piston(l);les deux cylindressont munis à leurextrémité d'une ouverture(34you(35) et d'un conduit(36)ou(37) permettant l'entrée et la sortie du fluide.FIG. 3 is a sectional view in the longitudinal direction of a second variant of the central hydraulic transmission: two
contiguous half-cylinders (32) and (33) enclose a fluid, and in the cylinder (32) slides a piston (28) fixed to the axis of the piston (12); in the cylinder (33) slides a piston (29) fixed to the axis (31) of the piston (1), the two cylinders are provided at their end with an opening (34you (35) and a duct (36) or (37) allowing entry and exit of the fluid.

La figure 2 est une vue en coupe plus précise du dispositif de refroidissement des pistons (1) et (12). Figure 2 is a more detailed sectional view of the piston cooling device (1) and (12).

L'ensmble formé des figures(4),(5),(6),(7) se veut une représentation schématique permettant de comprendre comment replacer l'invention présente au sein d'un système plus vaste et com plexe.Dans la variante présentée,il nty a qu'un cylindre(l9), deux pompe-moteurs(6)et(38);un seul et même fluide circulant dans les deux pompes.The set formed of Figures (4), (5), (6), (7) is a schematic representation to understand how to replace the present invention within a larger and complex system. As shown, only one cylinder (19), two pump motors (6) and (38), one and the same fluid flowing in both pumps.

Tel qu'ilest représenté,le dispositif comporte deux doubles pistons (12)-(16),et (1)-(24) disposés dans un cylindre(l9) qu'ils séparent en trois chambres:deux chambres opposées(13)et
(25) où se déroule la combustion des gaz, symétriques par rapport à une chambre centrale hermétique contenant un gaz comprimé,des cylindres hydrauliques,une pompe-moteur hydraulique(6).La tête des pistons (1) et(12) est semi-hémisphèrique,prolongée à sa périphérie par un cylindre creux la rigidifiant.L'axe/du piston (12) est fixé orthogonalement au centre exact de la tête hémisphérique. As shown, the device comprises two double pistons (12) - (16), and (1) - (24) arranged in a cylinder (19) which they separate into three chambers: two opposite chambers (13) and
(25) where the combustion of gases is symmetrical with respect to a hermetic central chamber containing a compressed gas, hydraulic cylinders, a hydraulic pump-motor (6) .The piston head (1) and (12) is semi -Hemispheric, extended at its periphery by a hollow cylinder stiffening.The axis / piston (12) is fixed orthogonally to the exact center of the hemispherical head.

L'axe(21), fixé orthogonalement au centre de la tête du piston(1)} est en forme de cylindre creux.Des bougies sont disposées dans les têtes de piston de façon décentrée par rapport à son axe de symétrie. The axis (21), orthogonally fixed to the center of the piston head (1) is in the form of hollow cylinder. Candles are arranged in the piston heads off-center with respect to its axis of symmetry.

Deux ouvertures(ll)-et(15) fermées par des soupapes à tiroir (10)action- nées hydrauliquement sont aménagées latéralement sur la chambre(13}. Two openings (11) and (15) closed by hydraulically actuated slide valves (10) are arranged laterally on the chamber (13).

Demême,deux ouvertures(2) et(23) fermées par de soupapes à tiroir (10) sont aménagées latéralement dans la paroi de la chambre(25).Une buse(40)est placée au centre des deux bases du cylindre(6).Les pis tons(l)et(l2) n'étant pas en contact avec les parois du cylindre (6),ils sont adjoints des pistons (24) et(l4)pourvus d'une segmentation râclant la paroi du cylindre(6) (pour assurer l'étancheitél
Ces pistons(24)et(l4),disposés parallèlement aux pistons(l)et(l2), sont rattachés aux axes(l7)et(21) des pistons(l2)et(1 par l'inter rétiaire de paliers(l6)et(22).Un jointà labyrinthe(9) est placé entre les pistons(12)et < 14),d'autre part entre les pistons(l)et(24).Similarly, two openings (2) and (23) closed by slide valves (10) are arranged laterally in the wall of the chamber (25) .A nozzle (40) is placed in the center of the two bases of the cylinder (6). Since the pits (1) and (12) are not in contact with the walls of the cylinder (6), pistons (24) and (14) are provided with a segmentation scraping the wall of the cylinder (6). ) (to ensure watertightness
These pistons (24) and (14), arranged parallel to the pistons (1) and (12), are attached to the axes (17) and (21) of the pistons (12) and (1) by the intertiary of bearings (16). ) and (22). A labyrinth seal (9) is placed between the pistons (12) and <14), and between the pistons (1) and (24).

Les paliers(16)et(22) (figure 2) sont formés de deux anneaux ensserrant une extrémité des pistons(14)ou (24).L'anneau(43) est fixé au piston(l)ou < 12) ;l'anneau(42) estfixé àl'axe(17)ou(21) et peut être démonté ou dévissé de cet axe.Deux tuyaux flexibles(7) viennent s'embrancher sur les pistons(14 et(24) proximité des paliers (16)et(22).Iîs sont prolongés chacun par un conduit creusé dans les pistons(l4)et(24),1'un débouchant sur un anneau creux(38) en regard avec l'anneau(43) et le conduit(36),l'autre débouchant sur la partie de l'axe(17)ou(21) enserrée par les anneaux(42)et(43) comportant aussi un anneau creux(37) en regard avec l'autre extrémité du con duit(36).ce dispositif permet la circulation-d'un fluide dans les tuyaux et conduits assurant la lubrification des paliers(l6)et(22) et le refroidissement des pistons(l)et(12).Une des extrémités du tuyau flexible(7) débouche sur la paroi centrale du cylindre (19) amenant ainsi le fluide à l'exterieur,en direction d'un radiateur non representé ici.Passons à la description des cylindres hydrauliques centrauxXfigure l).Il s'agit de trois cylindres ayant même axe imaginaire .Le cylindre(5) contenant un cylindre(18) plus petit, chacun contenant un fluide,est pourvu à son extrémité d'ouvertures (27).Le cylindre(l8),quant à lui, est pourvu à l'extrémité opposée d'ouvertures(41).Le piston(17) se meut dans le cylindre(18);;le piston(4) fixé au cylindre(21) coulisse entre le cylindre(5) et le cylindre(l8).Le diamètre du cylindre(21) est égal à #2 fois le dia- rètre du cylindre(l8).Une pièce(3) plate est fixée a l'extrémité du cylindre(18) et épouse la forme du cylindre(21) rendant ainsi tanche la chambre(26).L'accès à l'intérieur du cylindre s'obtient ar ouverture au niveau du milieu de sa hauteur,le cylindre(l9) n' étant en fait que formé deux demi-cylindres symétriques accolés l'un u l'autre par vissage.The bearings (16) and (22) (FIG. 2) are formed of two rings holding one end of the pistons (14) or (24). The ring (43) is fixed to the piston (1) or <12); ring (42) is attached to the spindle (17) or (21) and can be disassembled or unscrewed from this axis. Two flexible pipes (7) come to branch on the pistons (14 and (24) near the bearings (16). ) and (22) .Ils are each extended by a duct hollowed in the pistons (14) and (24), one opening on a hollow ring (38) facing the ring (43) and the duct (36). ), the other opening on the part of the axis (17) or (21) enclosed by the rings (42) and (43) also having a hollow ring (37) facing the other end of the con duct ( 36) .This device allows the circulation-of a fluid in the pipes and ducts ensuring the lubrication of the bearings (l6) and (22) and the cooling of the pistons (l) and (12) .Ane of the ends of the flexible hose ( 7) opens on the central wall of the cylinder (19) thus bringing the fluid to the outside, direc A radiator (not shown here) can be found here. Let's go to the description of the central hydraulic cylinders Xfigure 1) .These are three cylinders having the same imaginary axis. The cylinder (5) containing a smaller cylinder (18), each containing a fluid is provided at its end with openings (27) .The cylinder (18) is provided at the opposite end with openings (41). The piston (17) moves in the cylinder (18). the piston (4) fixed to the cylinder (21) slides between the cylinder (5) and the cylinder (18). The diameter of the cylinder (21) is equal to # 2 times the diameter of the cylinder (18). A flat piece (3) is attached to the end of the cylinder (18) and matches the shape of the cylinder (21) thus sealing the chamber (26). Access to the interior of the cylinder is obtained by opening the door. level of the middle of its height, the cylinder (l9) n 'being in fact only formed two symmetrical half-cylinders attached to each other by screwing.

turions son fonctionnement.L e mélange air-essence est ici T (c' > st à dire dans la phase de fonctionnement décrite par la fiau- re T) comressé dans les chambres (25) et (I3).Un mélange riche air-essence est injecté dans ces mêmes chambres (25 et (I3) par une ouverture (40).Les bougies d'allumage (41) déclenchent la réaction de combustion.Le gaz se détend, repousse les pistons (I) et (12)'une autre partie des gaz vient se heurter au segment d'étanchéité (42) des pistons (24) et (I4), puis aux créneaux du joint à labyrinthe (9).Le gaz perd alors de sa pression à mesure qu'il s'approche des paliers (I66 et (22)fixés aux pistons (I4),(24). Ces paliers (I6) et(22) permettent la libre rotation des axes (I7) et(2I) mais interdit tout déplacement dans le sens de la translation des pistons (I2) et(I).Ainsi la poussée des gaz sur les pistons (I4) et (24)est transmistdirectement aux axes (i7) et (21). Amesure que se déroule la combustion, les pistons (I2) et (I) sont repoussés vers le centre du cylindre(19). The air-fuel mixture is here (ie in the operating phase described by the T-tube) in the chambers (25) and (I3). gasoline is injected into these same chambers (25 and (I3) through an opening (40). The spark plugs (41) trigger the combustion reaction. The gas relaxes, pushes the pistons (I) and (12) ' another part of the gas strikes the sealing segment (42) of the pistons (24) and (I4), then the crenels of the labyrinth seal (9). The gas then loses its pressure as it s bearing approach (I66 and (22) attached to the pistons (I4), (24) .These bearings (I6) and (22) allow the free rotation of the axes (I7) and (2I) but prohibits any movement in the direction the thrust of the pistons (I4) and (24) is transmitted directly to the axes (i7) and (21). As the combustion takes place, the pistons (I2) and (I). I2) and (I) are repulsed towards the center of the cylinder (19).

L'axe (I7) en pénétrant dans le cylindre (I8) refoule le fluide s'y trouvant vers la chambre (26). Ce même fluide exerce donc une pression contre la face interne du piston (4) qui se translate alors, aidé aussi pour cela de la poussée du piston(l).En se déplaçant,le piston(4) refoule le fluide se trouvant dans dans le cylindre(5)vers des conduits qui l'amènent à l'extérieur du cylindre(l9)Ce dernier fluide entraine alors la pompe-moteur hydraulique (6) coupléeau volant d'inertie formé des éléments (12 ,17,18,3,4,5, 21,1) ,et entraine la pompe-moteur hydraulique(39)co"plée à l'arbre moteur,aux roues motrices s'il s'agit d'un véhicule.Arrivé à ce stade de la description,rappelons que la transnission hydraulique extérieure au cylindre(l9)présentée ci-dessous n'est qu'un exemple théorique.En effet,le moteur peut être à quatre temps;le nombre de pompes-moteurs n'est pas limité autant de conditions qui modifie le circuit hydraulique.The axis (I7) penetrating into the cylinder (I8) forces the fluid therein to the chamber (26). This same fluid thus exerts a pressure against the inner face of the piston (4) which is then translated, also aided by the thrust of the piston (1). By moving, the piston (4) forces the fluid in the cylinder (5) towards ducts which bring it to the outside of the cylinder (19) This latter fluid then drives the hydraulic pump-motor (6) coupled with the flywheel formed of the elements (12, 17, 18, 3 , 4,5, 21,1), and drives the hydraulic motor pump (39) attached to the drive shaft, to the driving wheels if it is a vehicle.Arrival at this stage of the description It should be remembered that the hydraulic transversality outside the cylinder (19) presented below is only a theoretical example. Indeed, the engine can be four-stroke, the number of engine pumps is not limited as many conditions which modifies the hydraulic circuit.

Lorsque se produit la combustion,les deux moteurs(39)et(6)sont placées en dérivation suivant la figure 4,ou en série suivant la figure 5.Lefluide aboutit enfin à un réservoir(35).Lorsque la combustion est achevée,les gaz brtilés sont chassés avec l'ouverture des lumières(ll)et(2) et remplacés par des gaz frais amenés par une soufflante et par les lumières (I5) et (23) dégagées par les soupapes (19).Simultanément le sens de circulation du fluide est inversé; les deux pompes-moteurs (6) et (39) sont placées en série; la pompe-moteur(6) joue alors le rôle de pompe aspirant le fluide entrainant par là-même la pompe-moteur(39) et renvoyant le fluide vers le cylindre(5)(fig.6).Les pistons sont donc repoussés, recompressent les gaz frais des chambres (25) et (I3), aidéSpour celà de. la force exercée par le gaz comprimé de la chambre (20).En carde freinage du véhicule, il suffit d'augmenter la cylindrée de la pompe-moteur(39)donc le débit correspondant à un nombre de tours fixes ou de diminuer la cylindrée de la pompe-moteur(6): il y alors accélération du mouvement rotatif du volant d'inertie qui emmagasine ainsi l'énergie cinétique du
la véhicule. Puislrestitution de cette énergie est obtenue par augmentation de la cylindrée du moteur (6) ou diminution de la cylindree du moteur (39). When the combustion takes place, the two motors (39) and (6) are placed in shunt according to Figure 4, or in series according to Figure 5.Lefluide finally leads to a reservoir (35) .When the combustion is completed, the Brushed gases are driven with the opening of the lights (11) and (2) and replaced by fresh gas supplied by a blower and the lights (I5) and (23) released by the valves (19). Simultaneously the direction of fluid flow is reversed; the two motor pumps (6) and (39) are placed in series; the pump-motor (6) then acts as pump sucking the fluid thereby causing the motor pump (39) and returning the fluid to the cylinder (5) (fig.6) .The pistons are therefore pushed back, recompress the fresh gases of rooms (25) and (I3), aided by this. the force exerted by the compressed gas of the chamber (20) .In braking card of the vehicle, it is sufficient to increase the displacement of the motor pump (39) so the flow rate corresponding to a fixed number of revolutions or to reduce the cubic capacity of the pump-motor (6): there is then acceleration of the rotary movement of the flywheel which stores the kinetic energy of the
the vehicle. The restitution of this energy is obtained by increasing the displacement of the engine (6) or decreasing the engine cylinder (39).

Claims (1)

REVENDICATIONS l)Moteur à combustion interne comportant deux pistons libres (12)et(l) solidairesrespectivement d'un axe (17)et (21) auxquels se rattachent au niveau d'un palier(16) respectivement (22) un piston(14) respectivement(24) en contact avec un cylindre(l9),les deux couples de pistons (12,14)et(l,24) ayant même axe imaginaire et effectuant un mouvement alternatif en sens opposé l'un de l'autre dans un cylindre(l9) qu'ils sépaent en trois chambres (13),(25)et(20),les chambres(l3),(25) étant le lieu de la combustion des gaz,la chambre(20)étant la chambre centrale,caractérisé par le fait qu'il comporte dans la chambre(20) une pompe-moteur hydraulique (6) mettant en rotation par rapport au cylindre(l9) le piston(12) ou le piston(l) ou les deux pistons(12)et(l) simultanément autour de leur axe imaginaire de sorte que le piston(12)ou(l > ou les deux pistons(l)et(l2) simultanément joue le rôle de volant d'inertie dont la vitesse de rotation n'est pas directement proportionnelle à la vitesse de translation des pistons(l)et (12),le mouvement de la pompe-moteur(6) entrainée par un fluide étant lui-même obtenu par un moyen de transformer le mouvement de translagtion des pistons(l2)et(l) en un mouvement du fluide précité.l) Internal combustion engine comprising two free pistons (12) and (l) respectively integral with an axis (17) and (21) to which are attached at a bearing (16) respectively (22) a piston (14) respectively (24) in contact with a cylinder (19), the two pairs of pistons (12, 14) and (1, 24) having the same imaginary axis and reciprocating in opposite directions from each other in a cylinder (19) which are divided into three chambers (13), (25) and (20), the chambers (13), (25) being the place of combustion of the gases, the chamber (20) being the central chamber , characterized in that it comprises in the chamber (20) a hydraulic motor pump (6) rotating with respect to the cylinder (19) the piston (12) or the piston (1) or the two pistons (12). ) and (l) simultaneously about their imaginary axis so that the piston (12) or (l> or both pistons (1) and (12) simultaneously acts as flywheel whose rotation speed n ' is not directly proportional to the vi translational speed of the pistons (1) and (12), the movement of the motor pump (6) driven by a fluid being itself obtained by means of transforming the translational movement of the pistons (12) and (1) in a movement of the aforementioned fluid. 2)Moteur selon la revendication 1caractérisé par le fait que le moyen de transformer le mouvement de translation des pistons(l)et(l2) en un mouvement du fluide est constitué par un axe(l7) coulissant dans un cylindre(l8),(l'axe(17) étant celui du piston(l2)),par un piston(4) fixé à l'axe(21) coulissant entre le cylindre (I8)et un cylindre (5)plus grand; le cylindre (I8) possédant à son extrêmité une pièce fixe 13) épousant le cylindre (21) et étant muni d'ouvertures sur les bords de cette même extrêmité, le fluide contenu dans le cylidre (I8) communicant ainsi avec la chambre (26) délimitée par la pièce (3) le pi,s- ton (4) les cylindres (5)et (I8), le cylindre (5) possédant une ou plusieurs lumières (27) par laquelle rentre ou est expulsé un fluide du fait du mouvement du piston (4).2) Motor according to claim 1 characterized in that the means for converting the translational movement of the pistons (1) and (12) into a movement of the fluid is constituted by an axis (17) sliding in a cylinder (18), ( the axis (17) being that of the piston (12)), by a piston (4) fixed to the axis (21) sliding between the cylinder (18) and a larger cylinder (5); the cylinder (18) having, at its end, a fixed part (13) conforming to the cylinder (21) and being provided with openings on the edges of this same end, the fluid contained in the cylinder (I8) thus communicating with the chamber (26). ) delimited by the piece (3) the pi, s (4) the cylinders (5) and (I8), the cylinder (5) having one or more lumens (27) through which a fluid enters or expulsed due to of the movement of the piston (4). 3) Moteur à combustion interne selon la revendication I caractérise par le fait que le moyen de transformer le mouvement de translation des pistons (I2) et (I) en un mouvement du fluide est constitué par deux pistons (28) et (29), le piston (28) étant fixé à l'axe (30) lui-même fixé au piston (I) le piston (29) étant fixé à l'axe (3I)lui-mêrrte fixé au piston (I2), les deux pistons (28) et (29) coulissant dans deux demi cylindres accolés (32) et (33) contenant chacun un fluide.3) Internal combustion engine according to claim I characterized in that the means for converting the translational movement of the pistons (I2) and (I) into a movement of the fluid is constituted by two pistons (28) and (29), the piston (28) being fixed to the axis (30) itself attached to the piston (I) the piston (29) being fixed to the axis (3I) itself attached to the piston (I2), the two pistons (28) and (29) sliding in two contiguous half-cylinders (32) and (33) each containing a fluid. 4) Moteur selon la revendication (I) caractérisé par le fait que la chambre (20) renferme un gaz comprimé ou non.4) Engine according to claim (I) characterized in that the chamber (20) contains a compressed gas or not. 5) Moteur selon la revendication (I)caractérisé par le fait que le refroidissement du piston (I2) (respective- ment 1) est assuré par un fluide circulant dans un conduit (36)creusé dans le piston (12) (respectivement (1)) ou disposé à la surface du piston (12) (respecti- vement (1).5) Motor according to claim (I) characterized in that the cooling of the piston (I2) (respectively 1) is provided by a fluid flowing in a conduit (36) hollowed in the piston (12) (respectively (1). )) or disposed on the surface of the piston (12) (respectively (1). 6)Moteur selon la revendication I caractérise par le fait qu'il peut y avoir entre le piston (1) et(24) (resss pectiveraent (12) et (14)) un joint (9) dit à labyrinthe.6) Engine according to claim I characterized in that there can be between the piston (1) and (24) (resses pectiveraent (12) and (14)) a seal (9) labyrinth said. 7)Moteur selon la revendication 1 caratérisé par le fait que le mode de combustion des gaz des chambres (13) et(25) s'effectue selon le principe du moteur diesel à préchambre ou injection directe ,l'air frais pénétrant dans les chambres(l3) et(25) par les lumières(2)et(ll),le combustible par la buse(40),les gaz brûlés s'échappant par les lumières (15)et(23). 7) Engine according to claim 1, characterized in that the combustion mode of the gases of the chambers (13) and (25) is carried out according to the principle of diesel engine prechamber or direct injection, fresh air entering the chambers. (13) and (25) through the lights (2) and (11), the fuel through the nozzle (40), the flue gases escaping through the lights (15) and (23). 8)Moteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le mode de combustion des gaz dans les chambres (13)et(25) s'effectue selon le principe du moteur à charge stratifié,le mélange pauvre air-essence pénétrant dans les chambres < l3)et (25) par les lumières(ll)et(2),le mélange riche par les lumières (15)et(23) ou la buse(40).8) An engine according to claim 1 characterized in that the combustion mode of the gases in the chambers (13) and (25) is carried out according to the principle of stratified charge engine, the lean air-fuel mixture penetrating the chambers. <13) and (25) by the lights (11) and (2), the mixture rich by the lights (15) and (23) or the nozzle (40). 9)Moteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les bougies d'allumage peuvent être disposées dans les têtes des pistons(l)et(12) de façon décentrée par rapport à leur axe. 9) Engine according to claim 1 characterized in that the spark plugs can be arranged in the heads of the pistons (1) and (12) off-center with respect to their axis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967703A (en) * 1988-07-11 1990-11-06 Marc Donnez Machine having rotary reciprocating piston

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4967703A (en) * 1988-07-11 1990-11-06 Marc Donnez Machine having rotary reciprocating piston

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