FR2604477A1 - Procede d'amelioration du fonctionnement des dispositifs de distribution rotatifs a distribution rotative discontinue, dispositif de distribution et utilisation de ce dispositif dans des moteurs a combustion interne, des compresseurs a piston ou des appareils a fonctionnement par pulsion, notamment des pulso-reacteurs - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF DE DISTRIBUTION ROTATIVE. LE DISPOSITIF DE DISTRIBUTION COMPREND UNE CANALISATION DITE D'ADMISSION A UNE CANALISATION DITE D'ECHAPPEMENT PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE CHAMBRE DE TRAITEMENT POUVANT COMPRENDRE UNECOMPRESSION, COMPRENANT UN ELEMENT DISTRIBUTEUR 17 MONTE ROTATIF DANS UN ELEMENT DE CULASSE 7 QUI COMPORTE AU MOINS TROIS OUVERTURES NON ALIGNEES COMMUNIQUANT ENTRE ELLES, DONT UNE OUVERTURE 15 D'ADMISSION COMMUNIQUANT LIBREMENT AVEC LA CANALISATION D'ADMISSION, UNE OUVERTURE INTERMEDIAIRE 12 COMMUNIQUANT LIBREMENT AVEC LADITE CHAMBRE DE TRAITEMENT ET UNE OUVERTURE D'ECHAPPEMENT 16 COMMUNIQUANT LIBREMENT AVEC LA CANALISATION D'ECHAPPEMENT, LEDIT ELEMENT DISTRIBUTEUR 17 COMPRENANT UNE LUMIERE 18 NE DONNANT ACCES A LA CHAMBRE DE TRAITEMENT LORS DE SA ROTATION QU'A UNE SEULE CANALISATION A LA FOIS, CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND DES MOYENS DE COMMANDE 22, 23, 24, 27 EN ROTATION DISCONTINUE DE L'ELEMENT DISTRIBUTEUR. ON OBTIENT UNE AMELIORATION DU FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF DE DISTRIBUTION ROTATIF QUI PEUT ETRE UTILISE POUR LA DISTRIBUTION DES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE OU DES COMPRESSEURS A PISTON, INCLUANT LES POMPES.

Description

Procédé d'amélioration du fonctionnement des dispositifs de distribution rotatifs à distribution rotative discontinue, dispositif de distribution et utilisation de ce dispositif dans des moteurs à combustion interne, des compresseurs à piston ou des appareils à fonctionnement par pulsion, notamment des pulso-réacteurs.

L'invention concerne essentiellement un procédé d'amélioration du fonctionnement des dispositifs de distribution rotatifs, à distribution rotative discontinue, dispositif de distribution et utilisation de ce dispositif pour la distribution des moteurs å combustion interne ou des compresseurs å piston.

On connaît par le document FR-A-1 474 890 un dispositif de distribution forcée d'un fluide depuis une canalisation dite d'admission à une canalisation dite d'échappement par l'intermédiaire d'une chambre de traitement pouvant comprendre une compression, par exemple par la présence d'un piston 4, comprenant un élément distributeur 8 monté rotatif dans un élément de culasse A qui comporte au moins trois ouvertures non alignées communiquant entre elles, dont une ouverture d'admission 6 communiquant librement avec la canalisation d'admission, une ouverture intermédiaire 5 communiquant librement avec la chambre de traitement et une ouverture d'échappement 7 communiquant librement avec la canalisation d'échappement.L'élément distributeur 8 comprend une lumière 9 ne donnant accès à la chambre de traitement, lors de sa rotation, qu'à une seule canalisation à la fois (voir les figures 1 à 5).

L'élément distributeur 8 est animé d'un mouvement de rotation continu en toute circonstance et est disposé dans la culasse de manière à assurer par friction l'étanchéité parfaite entre la chambre de traitement et les canalisations d'admission et d'échappement (page 1, lignes 17 à 25). L'étanchéité peut être renforcée par l'adaptation de segments 10. Ce dispositif utilisé dans ce document pour l'admission et l'évacuation des gaz de moteurs d'explosion, la chambre de traitement constituant alors une chambre d'explosion dans laquelle est disposé un piston 4 classique des moteurs explosion. On prévoit en outre dans la culasse un orifice pour l'insertion d'un élément d'allumage 11. Il est indiqué que le dispositif s'adapte parfaitement aux moteurs à combustion interne, deux temps, diesel, et à tout type de carburant (page 2, lignes 7-9).

Le document FR-A-2 090 414 décrit un dispositif de distribution similaire dont la culasse (7) se compose de deux parties permettant l'usinage de tout l'ensemble, plus le serrage indépendant, la culasse étant réalisée en aluminium spécial, tandis que l'arbre (1) et les bagues (2 et 8) sont en fonte spéciale afin de réduire le coefficient de frottement au minimum et de résoudre les problèmes de dilatation.

Le document FR-A-2 184 209 concerne encore un dispositif de distribution similaire utilisé indifféremment pour des moteurs à combustion interne (å explosion interne) ainsi que des compresseurs ou pompes. On y souligne que dans le dispositif assurant les memes fonctions, les systèmes employés (clapet ou soupape commandés par un arbre à came, avec souvent plusieurs intermédiaires) freinent les fluides en imposant un obstacle à leur cheminement vers la chambre de la culasse, ou vers l'extérieur. De plus, le mouvement alternatif de ces systèmes représente une inertie importante dégradant le rendement de l'ensemble et limitant le régime de fonctionnement tandis que les chocs répétés offrent un risque de détérioration de ces éléments (page 1, lignes 4 à 12).

L'utilisation d'un élément distributeur rotatif permet d'éviter ces inconvénients tandis que les éléments peuvent être traités de manière à travailler en milieu corrosif, ce qui permet de limiter la pollution des moteurs explosion en acceptant un mélange moins riche afin de réduire la quantité d'oxyde de carbone.

Le document FR-A-2 417 636 décrit encore un dispositif de distribution rotatif utilisé dans des moteurs à quatre temps tout à fait similaires, dans lequel l'élément distributeur est animé encore une fois d'un mouvement rotatif continu autour d'un axe horizontal perpendiculaire à celui du cylindre du moteur. Le dis tributeur tourne avantageusement à une vitesse égale à la moitié de celle de l'arbre moteur (voir revendication 4).

Ainsi, on peut observer que tous les dispositifs antérieurement connus réalisent une rotation continue de l'élément distributeur.

Une telle distribution continue présente les inconvénients suivants
- la section utile de l'ouverture de la chambre, notamment de compression, servant à l'admission ou à l'échappement n'est pas de section constante pendant le trajet efficace du piston pendant les temps d'admission et d'échappement, en raison de la rotation continue de l'élément distributeur ;
- les systèmes antérieurement décrits font en général appel à des chemises amovibles entourant les cylindres ainsi qu'à une rotation continue du système de valve rotative ouvrant et fermant les ouvertures, en synchronisme avec la rotation du vilebrequin.

Tout ceci résulte en de nombreux inconvénients dont les principaux consistent en une efficacité moindre de la distribution, en un moindre rendement, notamment thermique.

La présente invention a donc pour but de résoudre un nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution permettant de tirer parti au mieux du dispositif de distribution rotatif, principalement par le maintien de la section de l'ouverture de la chambre, notamment de compression, constante pendant sensiblement toute la période active nécessaire, notamment la période active du piston disposé dans la chambre pour réaliser
La compression.

La présente invention a encore pour but de fournir une solution permettant de tirer parti de l'amélioration du fonctionnement du dispositif de distribution rotatif, pour la distribution des moteurs à combustion interne ou pour la distribution de compresseurs à piston, incluant les pompes. La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant à réduire au minimum le nombre de pièces constituant le dispositif de distribution.La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution permettant d'obtenir un dispositif de distribution qui a une très grande résistance mécanique, notamment en torsion et à la rupture, une très haute résistance thermique meme à des très hautes températures de l'ordre -de plus de 2 0000 C et assurant une friction étanche sans absorption d'énergie et sans graissage et pratiquement sans usure. Tous ces points techniques sont résolus par la présente invention pour la première fois d'une manière particulièrement simple, aisée à mettre en oeuvre et d'un coût avantageux.

Selon un premier aspect, la présente invention réside en un procédé d'amélioration du fonctionnement des dispositifs de distribution rotatifs, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une distribution rotative discontinue. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé selon l'invention, pour la distribution dans une chambre de traitement pouvant comprendre une compression, avec la présence d'un piston se déplaçant alternativement dans ladite chambre, qui comprend elle-meme une ouverture servant à l'admission ou à l'échappement, ledit procédé est caractérisé en ce qu'on maintient la section de l'ouverture, servant à l'admission ou à l'échappement, constante pendant sensiblement toute la période active dudit piston. Selon une caractéristique préférée, la section de l'ouverture de ladite chambre représente environ le quart de la section du piston.

La présente invention concerne en outre, selon un deuxième aspect, un dispositif de distribution forcée d'un fluide depuis une canalisation dite d'admission à une canalisation dite d'échappement par l'intermédiaire d'une chambre de traitement pouvant comprendre une compression, comprenant un élément distributeur monté rotatif dans un élément de culasse qui comporte au moins trois ouvertures non alignées communicantes entre elles, dont une ouverture d'admission communiquant librement avec la canalisation d'admission, une ouverture intermédiaire communiquant librement avec ladite chambre de traitement et une ouverture d'échappement communiquant librement avec la canalisation d'échappement, ledit élément distributeur comprenant une lumière ne donnant accès à la chambre de traitement, lors de sa rotation, qu'à une seule canalisation à la fois, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande en rotation discontinue de l'élément distributeur.

Selon un mode de réalisation actuellement préféré, les moyens de commande en rotation discontinue précité de l'élément distributeur comprennent un ensemble mécanique à croix de Malte.

Selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, particulèrement avantageux, la culasse précitée est réalisée en un matériau céramique spécial armé et composite graphite-graphite, éventuellement avec l'alumine, capable de supporter des températures pouvant aller jusqu a 3 0000C, en particulier comprises entre 2 000 et 3 0000C qui fait l'objet de la demande FR-85 19436 du demandeur déposée le 30.12.1985.

D'autre part, de préférence, l'élément distributeur précité est réalisé en un matériau céramique résistant à de très hautes températures et armé de fibres alumine et métal qui sont avantageusement disposés selon des orientations privilégiées, et qui font l'objet de la demande de brevet FR-A-84 1480 déposée par le demandeur le 26.09.1984.

Selon un autre aspect, l'invention concerne également l'utilisation du dispositif précédemment décrit soit pour la distribution des moteurs à combustion interne, soit encore pour la distribution de compresseurs à piston, incluant les pompes. On comprend ainsi que l'invention réalise une distribution rotative faisant office de vanne ou soupape composée d'un système rotatif à rotation discontinue permettant une ouverture d'admission ou d'échappement de section constante pendant sensiblement tout le trajet efficace du piston, et en particulier pendant les deux temps d'admission et d'échappement d'un moteur à cycle de quatre temps et à fermeture constante pendant les deux autres temps (compression et détente).

Ce système à rotation discontinue est commandé par un simple mécanisme faisant appel à une croix de Malte et à une com mande rotative par doigt de croix de Malte, comme ceci est appliqué dans les projecteurs cinématographiques et a fait depuis longtemps ses preuves de fiabilité et de fixité. Il s'agit donc d'une application totalement nouvelle, aboutissant à des avantages techniques particulièrement inattendus et non évidents pour un homme du métier. On observera que ce mouvement discontinu permet l'ouverture des orifices d'admission et d'échappement pendant le trajet exact et efficace du piston lors de sa course entre le point mort haut et le point mort bas du au déplacement linéaire du piston relié à un système rotatif par l'intermédiaire d'une bielle.En outre, grace à l'utilisation de céramique pour réaliser la culasse, ainsi que de préférence l'élément distributeur ou roto-distributeur, on obtient une très grande résistance mécanique notamment en torsion et rupture, une très haute résistance thermique à de très hautes températures de l'ordre de plus de 2 0000C ainsi qu'une friction étanche sans absorption d'énergie et sans graissage et pratiquement sans usure. D'autre part, il n'y a pas de diffusion thermique par conductibilité thermique ou par convexion grâce à la grande inertie thermique des céramiques. Le système de distribution selon l'invention a une montée en températures beaucoup plus lente grâce au refroidissement de l'élément distributeur rotatif qui en même temps véhicule les gaz frais et les gaz chauds.Selon l'invention, les ouvertures présentent une très grande section et réalisent un écoulement parfait des gaz frais et des gaz brûlés, ce qui aboutit à une consommation moindre, à un rendement plus élevé et à une pollution moindre.

- On diminue grandement la difficulté d'écoulement des gaz frais et des gaz chauds lors de l'admission et de l'echappe- ment, respectivement, ce qui permet d'aboutir à une amélioration sensible du rendement thermique, en particulier dans le cas d'utilisation avec des moteurs à combustion interne.

D'autre part, quelle que soit la vitesse de rotation, la section de l'ouverture est rigoureusement maintenue constante pen dant tout le temps de l'ouverture ou de la fermeture et ce également quelle que soit la température.

- Enfin, et par rapport aux anciens moteurs à soupapes classiques, il n'y a plus de phénomène d'affolement des soupapes et également plus de limitation du taux de compression alors que les soupapes qui pénétraient dans la chambre de combustion limitaient le taux de compression, en particulier dans le cas des moteurs diesel, le taux de compression peut donc devenir très élevé avec la présente invention.

On eut encore ajouter ici que le dispositif selon l'invention réduit le nombre total des pièces qui atteint seulement 5 pièces, soit
1) - le carter de croix de Malte
2) - la croix de Malte
3) - l'arbre et le doigt de croix de Malte
4) - l'élément distributeur ou roto-distributeur
5) - la poulie d'entrainement.

Le dispositif étant beaucoup moins lourd, par exemple est environ 10 fois moins lourd que sur les moteurs à soupapes classiques, dans le cas où il est réalisé en céramique, ceci aboutit à un bilan largement positif malgré le coût des céramiques relativement aux métaux ou alliages.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre en référence au dessin annexé représentant le mode de réalisation actuellement préféré de l'invention donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de L'invention.Dans les dessins
- la figure 1 est une vue en coupe selon la ligne de trace
I-I de la figure 2 d'un dispositif de distribution selon l'invention utilisé pour la distribution d'un moteur à combustion interne, ici à quatre temps ;
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne de trace
II-II de la figure 1 ;
- les figures 3 à 6 représentent successivement les positions de l'élément distnibuteur pour chaque temps du cycle de fonctionnement du moteur à quatre temps, la figure 3 représentant le premier temps du cycle (admission, A) ; la figure 4 le deuxième temps du cycle (compression, C) ; la figure 5 le troisième temps du cycle (détente, D) ; et la figure 6 le quatrième temps du cycle (échappement, E) ;
- la figure 7 représente une vue latérale selon la flèche
VII de la figure 1 ;
- la figure 8 représente respectivement en I, II, III les positions successives de l'élément distributeur ou roto-distributeur en fonction de la rotation de la croix de Malte ; et
- la figure 9 représente les courbes développées d'ouverture et de fermeture de la chambre de compression exprimées en pourcentage de surface, en fonction du temps avec positionnement du point mort bas et du point mort haut du piston.

Nous allons maintenant décrire ce système
En référence aux figures 1 et 2, on peut voir le bloc cylindre classique d'un moteur, les traits pointillés 2 symbolisant les volumes dans lesquels circule le liquide de refroidissement (type de refroidissement qui peut être éventuellement supprimé avec le genre de moteur qui va être décrit). En 3, la chemise intérieure du cylindre, cette chemise pouvant elle-meme être en céramique selon le procédé déjà revendiqué. En 4, le piston avec ses segments qui peut éventuellement etre recouvert d'une pastille céramique en 5 procurant une plus grande efficacité thermique à l'explosion et une meilleure tenue thermique de la tete de piston.

Ce bloc moteur est coiffé par la culasse en céramique formée de 2 demi-culasses 6 et 7, la culasse du bas portant, comme nous Le voyons ici, 2 bougies 8 et 9 par cylindre. Une seule bougie pourrait grandement suffire mais la réalisation d'un tel moteur permet de mettre facilement 2 bougies. Ceci peut être une grosse amélioration dans la rapidité et La qualité d'allumage des gaz et, de plus, peut permettre la fabrication de moteurs homologués pour des applications spécifiques telles que l'aéronautique qui impose un double allumage dans les moteurs d'avions.

En 10, nous voyons le joint de culasse et, en 11, le joint éventuel placé entre les 2 demi-culasses, ce joint permettant de réaliser avec une grande précision l'étanchéité entre la culasse et le roto-distributeur. La demi-culasse inférieure comporte une ouverture centrale en 12 débouchant sur un demi-palier en 13, la demi-culasse du haut comportant également un demi-palier en 14, chacun de ces demi-paliers débouchant eux-memes sur 2 sorties latérales 15 et 16 ayant une section de forme rectangulaire à peu près identique au conduit 12 pratiqué dans la demi-culasse inférieure et mettant en liaison les 2 sorties 15 et 16, ce conduit 12 ayant avantageusement une section légèrement inférieure pour faciliter l'écoulement des gaz selon la position de l'arbre roto-distributeur 17 servant de vanne ouvrant successivement, come nous venons de le voir, les orifices 15 et 16.

Cet arbre roto-distributeur est ouvert selon une section en demi-lune 18 figure 2 qui a une longueur sur l'arbre égale à la longueur de l'ouverture 12. En 19 figure 1, est représenté un ensemble gorge et joint sevant de sécurité à l'étanchéité de I"en- semble et de blocage longitudinal du distributeur. En 20, nous voyons un conduit avec un bouchon de fermeture dont le but est d'injecter le produit de glaçage et anti-friction entre la partie fixe culasse et l'arbre roto-distributeur. A titre d'exemple, on citera : le molybdène, le bore et le graphite.

En 21, se trouvent placés des goujons chargés de la jonction des 2 demi-culasses. Il faut signaler ici que les 2 demiculasses sont en céramique destinée à supporter de très hautes températures et de fortes pressions lors des cycles Compression et
Détente, comme nous le verrons plus loin. De telles céramiques font l'objet d'un brevet du meme auteur et, en ce qui concerne particulibrement ces culasses, elles sont à base de graphite formant un composite armé de fibres de graphite et de bore et supportent facilement des températures comprises entre 2 000 et 3 0000C, ce qui n'est pas le cas pendant la marche du moteur car la température de la culasse n'excède pas en général 1 100 à 1 2000C. (Ceci à titre d'exemple et non limitatif, d'autres types de céramiques pouvant remplir cet office).

L'arbre roto-distributeur 17 a une rainure en demi-lune, et est également en céramique mais d'une autre facture. Il est également armé mais avec des fibres d'alumine et de bore et sa matriceest également à base d'alumine et de divers oxydes. Les fibres d'alumine doublées de fibres de bore sont orientées selon le brevet déjà précité de manière à résister à tous les efforts de traction et de déformation hélicoidale selon l'axe de rotation et la dureté aux chocs de l'arbre est supérieure à celle de la culasse. Cet arbre échancré est solidaire à une de ses extrémités d'une croix de Malte en 22 schématisée figure 7 PLanche (3-3).

Cette croix de Malte est actionnée par un tambour 23 comportant un doigt 24 placé dans l'évidement 25. Cet ensemble croix de Malte et doigt est placé à l'intérieur d'un carter étanche 26 rempli d'huile. Le tambour 23 est lui-meme commandé en 27 par une poulie crantée reliée directement au vilebrequin par une courroie crantée, la vitesse de rotation de cette poulie étant Le double de celle du vilebrequin.

Ce système de croix de Malte très connu en mécanique et employé couramment dans les projecteurs cinématographiques a pour but de donner à L'arbre solidaire de La croix un mouvement rotatif discontinu alors que la poulie porte-doigt a, elLe, un mouvement rotatif continu. Lorsque cette poulie fait un tour, il est très compréhensible, en regardant la figure 7, que la croix de Malte fait 1/4 de tour engendré par le déplacement du doigt dans une des 4 fentes de la croix et qui est effectué en 1/4 du temps et, pendant les 3/4 de ce meme temps, la croix de Malte est immobilisée, la partie concave 28 de celle-ci servant de palier à la partie convexe du porte-doigt 29.

Ainsi, ce système est connu en cinématographie mais son application dans tes dispositifs de distribution rotative est entièrement nouvel le et procure les avantages techniques précités
inattendus non évidents pour l'homme du métier de la distribution
rotative.

Maintenant, voyons ce que ce système permet d'obtenir et
comment fonctionne ce roto-distributeur et, ensuite, nous verrons
Les courbes d'ouverture et de fermeture que ce système permet
d'obtenir.

Planche (2-3), en coupe nous voyons figure 3, figure 4,
figure 5 et figure 6, les 4 positions d'un système de vannes d'un moteur thermique 4 temps. Pour la compréhension, nous ne numérote
rons pas à nouveau les différents organes constituant cette culasse et l'arbre roto-distribution puisque nous le retrouvons facilement sur les figures 1 et 2, mais nous numéroterons seulement les positions des différents temps du moteur (1), (2), (3), (4).

Donc, figure 3, l'arbre se trouve dans une position telle, 17a, que l'ouverture d'Admission 15 amenant les gaz frais en 21 (comburant + carburant) se trouve en communication directe avec la chambre de combustion 30. Cette ouverture de grande section, grâce au système de croix de Malte engendrant un mouvement discontinu, est constante pendant toute la descente du piston (temps d'Admission). Ceci représente le temps (1).

Figure 4, nous voyons le temps (2) ou, après un temps de rotation très rapide, l'arbre roto-distributeur est venu s'immobi
Liser dans la position 17b, obturant complètement L'ouverture de La culasse du bas et cette immobilisation dans cette position reste pendant tout le temps (2) où le piston remonte en comprimant les gaz.

En figure 5, nous voyons le temps (3) où, toujours par le système de croix de Malte, après une rotation de 1/4 de tour rapide, le roto-distributeur vient s'immobiliser en position 17c obturant toujours L'orifice situé dans la culasse inférieure. A ce moment, la ou Les bougies sont allumées et c'est le temps de
Détente où Les gaz augmentant considérablement de volume génèrent une poussée sur le piston (seul temps moteur du cycle à 4 temps).

Figure 6, encore une fois par la rotation rapide de 1/4 de tour de l'arbre roto-distributeur, nous passons au temps (4) et l'arbre vient s'immobiliser en position 17d plaçant son échancrure de telle manière qu'elle mette en contact la chambre de combustion avec l'ouverture d'évacuation des gaz 16 et permettant ainsi l'éjection des gaz brûlés. C'est le temps d'Echappement.

Nous revenons à la figure 7 pour montrer que la croix de
Malte faisant tourner L'arbre par 1/4 de tour en mouvement discontinu tourne dans le sens inverse de la poulie 23 porteuse du doigt 24, comme on le voit selon les flèches 34 et 36, respectivement.

Dans toutes les positions représentées sur les figures précitées, le sens de rotation de l'arbre roto-distributeur est indiqué par une flèche dans le sens 34, sens des aiguilles d'une montre et, ceci, à titre d'exemple, l'ensemble pouvant aussi bien fonctionner en sens inverse.

L'étanchéité arbre-culasse pourrait être renforcée par des segments rectilignes placés le long de l'arbre dans des gorges usinées à cet effet, bien que cela ne se soit pas avéré nécessaire.

Nous voyons maintenant figure 8 un schéma montrant que, pendant la rotation continue d'un tour du plateau portant le doigt, la croix de Malte, elle, n'a fait que 1/4 de tour pendant un temps très court (1/4 du temps) et qu'elle a été immobilisée les 3/4 du temps. Ce 1/4 de temps de rotation de la croix de Malte s'inscrit à cheval sur le déplacement de l'arbre entre 2 temps, ce qui revient à dire que, lorsque L'arbre se trouve immobilisé soit en ouverture, soit en fermeture de l'orifice des culasses, il est immobilisé pendant les 3/4 du temps et qu'il est venu roter en 1/8 de ce même temps, c'est-å-dire moitié du temps total de déplacement qui est de 1/4 du temps.

Figure 8, nous voyons une figure explicative de ce qui précède.

En 37 et 38, nous voyons les axes montrant les 4 positions de L'arbre pendant les 4 temps d'un meme cycle et, en 39 et 40, les axes pouvant être considérés comme les rayons en ouverture demilune du roto-distributeur.

De la position I à la position II, cette ouverture représente l'immobilisation du roto-distributeur pendant les 3/4 de la durée totale d'un temps et représente 1/4 de ce même temps pour passer de la position II à la position III. Ce 1/4 de temps représente donc le 1/4 de temps de course d'un piston divisé en 2 fois 1/8, c'est-à-dire la position haute (P.M.H.) plus la position basse (P.M.B.), puisque les 3/4 du temps d'immobilisation se font pendant le déplacement du piston. Ceci est obtenu en calant le positionnement de l'arbre par rapport au vilebrequin d'une manière adéquate.

On voit donc, toujours figure 8, que le roto-distributeur est passé de I à III, c'est-à-dire de la position Echappement (E) à la position Admission (A), ce qui représente le 1/4 du cycle 4 temps ou 1 temps.

Figure 9, nous voyons des courbes représentant le cycle 4 temps selon Les traits mixtes 41 en haut de l'abscisse symbolisant les temps d'ouverture, c'est-à-dire-A et E, et 42 dans la partie inférieure de l'abscisse symbolisant les 2 temps de fermeture,
Compression et Détente.

La distance 43 entre ces signaux carrés en traits mixtes représnte le point mort bas et en 44 le point mort haut qui, selon le diagramme de communication des mouvements d'une bielle sur un vilebrequin, représenté pratiquement 1/8 de la rotation totale en haut et en bas, soit 1/4 de la totalité de la rotation d'un tour de vilebrequin ce qui, heureuse coincidence, correspond exactement au même découpage du cycle obtenu par le mouvement discontinu de croix de Malte. Il s'agit encore d'un avantage totalement inattendu de l'invention.

Figure 9, en ordonnée, nous voyons marqué le pourcentage de surface d'ouverture de l'orifice placé dans la culasse. Ce pourcentage est Le rapport de la section (s) de cette ouverture par rapport à la section (S) du piston et, dans le système revendiqué ici, on voit que nous avons 25 % de surface d'ouverture par rapport à la section du piston alors que, dans la plupart des systèmes classiques et dans le meilleur des cas, il n'y en a que 10 %. C'est pourquoi, dans les moteurs à soupapes classiques on double, pour certains types de moteurs, le nombre de soupapes d'échappement et le nombre de soupapes d'dmission, ce qui augmente le nombre de pièces et la force antagoniste due aux nombreux ressorts de soupapes.De plus, dans tous les systèmes soit à soupapes, soit à distributeur rotatif, chemises, arbres ajourés, etc., le mouvement étant continu, la section d'ouverture n'est jamais constante et nous voyons ici, schématisée en 45, la courbe bien connue d'ouverture des soupapes dans un cycle 4 temps, alors que par le système revendiqué ici, nous obtenons une horizontale parfaite puisque l'ouverture est constante pendant tout le temps de déplacement, 46 c'est-à-dire efficace piston, le déplacement de 1/4 de tour du roto-distributeur se faisant pendant le point mort haut et le point mort bas.

On peut donc dire que, dans le système revendiqué ici et grace à la forme et à la surface des ouvertures, il n'y a pratiquement pas de freinage à l'écoulement aérodynamique des gaz aussi bien à l'admission des gaz frais qu'à la sortie des gaz brulés et que, de plus, la surface de section et la constante d'ouverture permettent une amélioration considérble du rendement du moteur qui peut être de 20 % supérieur aux systèmes connus tout en diminuant l'élévation thermique.

Il faut également constater que le système de distribution à l'Admission et à l'Echappement étant le même, l'échauffement dû aux gaz d'échappement est compensé par le refroidissement dû aux gaz d'admission et que la température moyenne de l'arbre est bien inférieure à celle des soupapes dans les moteurs classiques, ce qui est également un très gros avantage.

Pour en terminer avec la théorie du principe, signalons toujours que, pour un moteur à 4 temps, la croix de Malte doit faire 4 fois 1/4 de tour pendant que le vilebrequin fait 2 tours (1/2 tour par temps). L'arbre porteur du doigt et qui commande la croix doit tourner 2 fois plus vite que le vilebrequin et le rotodistributeur tourne donc, lui, 2 fois moins vite que le vilebrequin puisqu'il fait un tour pendant que le vilebrequin fait 2 tours, ce qui est encore un avantage car, par rapport à un arbre à cames classique, le roto-distributeur tourne 2 fois moins vite.

Une étanchéité suffisante a été observée lors des essais qui ont été effectués alors que le dispositif fonctionnait sans segment (s), ce qui représente un avantage technique déterminant totalement inattendu pour un homme du métier.

Le procédé et le dispositif de l'invention peuvent être utilisés dans de nombreux domaines où des problèmes de distribution se posent. En particulier on citera les moteurs à combustion interne, les compresseurs à piston, incluant les pompes, les appareils à fonctionnement par pulsion, notamment les pulso-réacteurs.

L'invention comprend donc tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits et représentés ainsi que leurs diverses combinaisons.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'amélioration du fonctionnement des dispositifs de distribution rotatifs, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une distribution rotative discontinue.

2. Procédé selon la revendication 1, pour la distribution dans une chambre de traitement pouvant comprendre une compression, comprenant un piston de compression se déplaçant alternativement dans ladite chambre qui comprend une ouverture servant à l'admission ou à l'échappement, caractérisé en ce qu'on maintient la section de l'ouverture de ladite chambre, servant à l'admission ou à l'échappement, constante pendant sensiblement toute la période active du piston.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section de l'ouverture représente environ Le quart de la section du piston.

4. Dispositif de distribution forcée d'un fluide depuis une canalisation dite d'admission a une canalisation dite d'échappement par l'intermédiaire d'une chambre de traitement pouvant comprendre une compression, comprenant un élément distributeur (17) monté rotatif dans un élément de culasse (7) qui comporte au moins trois ouvertures non alignées communiquant entre elles, dont une ouverture (15) d'admission communiquant librement avec la canalisation d'admission, une ouverture intermédiaire (12) communiquant librement avec ladite chambre de traitement (30) et une ouverture d'échappement (16) communiquant librement avec la canalisation d'échappement, ledit élément distributeur (17) comprenant une

Lumière (18) ne donnant accès à la chambre de traitement lors de sa rotation qu'à une seule canalisation à la fois, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (22, 23, 24, 27) en rotation discontinue de L'élément distributeur.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commande en rotation discontinue précités de l'élément distributeur comprennent un ensemble mécanique à croix de

Malte (22).

6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la culasse précitée est réalisée en un matériau céramique spécial armé et composite graphite-graphite, éventuellement avec de l'alumine, capable de supporter des températures pouvant aller jusqu'à 3 000 C.

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, carac térisé en ce que L'élément distributeur précité est réalisé en matériau céramique résistant à de très hautes températures et armé de fibres alumine et métal qui sont avantageusement disposées selon des orientations privilégiées.

8. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 pour la distribution des moteurs à combustion interne.

9. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 4 à 7 pour la distribution de compresseurs à pistons.

10. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, pour la distribution d'appareils à fonctionnement par pulsion, notamment des pulso-réacteurs.