FR2608212A1 - Moteur thermique en barillet dont pistons et chemises sont refroidis par une circulation dirigee de fluide, circulation obtenue par des turbines interieures au moteur - Google Patents

Abstract

MACHINE EN BARILLET ET SPECIALEMENT MOTEUR DONT LE REFROIDISSEMENT EST ASSURE PAR L'EMPLOI DE TURBINES 5 ET 6 MONTEES AUTOUR D'UN ARBRE MEDIAN 4 ET DISTRIBUANT L'AIR EXTERIEUR A PARTIR DE LA PARTIE CENTRALE DU MOTEUR, EN PARTICULIER A L'INTERIEUR DES PISTONS ET CHEMISES. LA SUPPRESSION DES FLUIDES : EAU ET HUILE EST AINSI POSSIBLE, SURTOUT SI L'ON UTILISE COMME AGENT DE REFROIDISSEMENT UN AEROSOL.

Description

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Le problème du refro.ii Hsenentu de- la chambre dke compres-

sion est un. problème d t111une importanse capitale pour le s mnio-

teurs th.ermiquis; il préente aussi un certain interêt pour le-s compresseurs. volumétriques o l'élévation de température de-s parois cicyli-ndes n'e-st pas sans créer de-s dificul-

tés 6ans un certain Lombre de cas.

Jusqut-à maintenant, ce- pro.hblème a été résolu par le seul r=eroid2ssemenrt des parois e=tarne-s des, cylindres par une

cirlc.u.etinL d'eau. ou. d'air, mais rien n.te-t prévu pour re-

froidir e1 piston sauf pour certains. très gros moteurs ther-

miques o 1s- tâtes étaient arrosées grâce à un aispositif

c omp liqua.

Or pour les moteurs. de quelque- impartance, le cyc.le ut-

Li-sé- e-st trrès. généralement le cycle. à 4 temps qui n'a qu'un déplacemc.-t moteur du piston sur d-euX; aussi est-il natur-el d'utiliss. r ce-t élément avorable pour refroidir chemise e-t piston qui re-coivent ainsi en quelque sorte un flux: dl' air

double de celui de-s gaz chauds produits par l'explosion.

Cette dispositia s&emble- imposible avec le transforma-

teur d-- mo,urememt. classique "Bielle + Manivelle", car l'uti-

1 itionn de- pi--tons à tige que- néce-ssite le disposltif indi-

qu. pL.u- haut conduit à une augmentation prohibitive de

1 rinertie de.s parti- e- maitzement, inconvénient que ne pos-

sde-pas la. transformation en habr-rLIt.

Le principe de l'exécution. 6e- ce d ispositif es.t simple: utilis-r la possibilité d'avoir, dans un trans-ormat-ur- de

mouv.e-men en. barille.t, opposé à l'arbre de- sortie du mouve-

ment un arbre- que. l'on équipera de- turbines. bien adaptées pour aspire_ l'air extérieur (ou. un liquide), et le- refouler grâce- à de-s cenalis.aions appropriées sur le dessous des pisto.rs a-ant de- 1tévacuer vers l'-extérieur en utilisant ou non 1'-air chauid légèrement s.ous. pression pour facilite.r

1 'intraducrzz n di mélang.e carburant.

A insi il apparaît qu'un mozteur se divise en 4 éléments comm- il est expliqué dans la d-es-cription des schémas qui

vont suivr.e.

-2- Lt. schéma 1 est une coupe schématique du moteur lorsqu' un piston est en bas cde sa course; pcur La clarté du dessin aucun autre piston n'a été représenté, mais il a été indiqué

l'axa; de même la retenue Fe- couple n'a pas été représentée.

Sur ce schéma, on voit que

- la premier élément situé entre deux, ruZaca de révolu-

tion planes ou courbes a pour fonction de servir de carter au transformate-ur de. mouvement en barill et qui peut &Ptre du type- à rotule centrale (ce qui est représenté) ou du. type arbre en "Z"; dans cet élément la- surface inf6rieure (I) e-st

traversée par L'arbre de sortie (1) (ou d'entrée) du mouve-

ment, la surface supérieure (II) possède des ouvertures (2) permettarLt le passage des bielles allant aux rotules des

pistons. à tige et celui d'un palier (3) permettant la rota-

tion de- l'arbra médian (4) destiné à l'entrainement, des au-

xiliaires tels que- turbines (5 et 6) et distribution.

- le- deuxième élément situé entre deus surface-s de révo-

lutiZon planes ou courbe_ (II) e.t (III) a pour fonction d'as-

surez-r une évaciationz correcte des caLories due.s au dégage-

ment de chaleur qui a lieu dans les. cylindres lors de la

combustion (ou de la compression); pour cela un premier éta-

ge de- pales (7) placées- autour de l'arbre médian (4) refoule

grâce à un cloisonnement approprié (8) un fluide (gaz ou li-

quide, ou. aérosol) sur le volume variable constitué par le fond du pis-. ton et la chemisa tandis, qu'un deuxième étage de

pales, étage qui peut âtre situé au nLveau du troisième élé-

ment, refroidit l'extérieur des chmise-s si le besoin s'en

fait sentir; des moyens d'étanchéité sont prévus pour empg-

cher, si il lE faut, l'arrivée du. fluide dans le premier élément; l'utilisation d'un aérosol tel que air chargé de très fines gouttèllettes d'eau peut être très intéressante et par ltamélioration du. refroidissement et par le rôle de catalyseur que produit. ces très firnes gouttellettes et par l'espè.ce de lubrification qu'apporte ces gouttellettes; - le troisième élément situé entre la surface plane ou courbe (III) et obligatoirement une surface plane (IV) -3-

remplit la fonction dévolue au bloc moteur kou bloc de com-

pression) dans la disposition classique, c'est à dire assure la trans ormation de l'énergie chimique cri énergie cinétique dans un mote.ur ou. exécute une partie de la compression dans un compresseur; la surface (IV) possède un palier (9) desti-

né au passage de l'arbre médian (4) et assurant une étan-

chéité suffisante- pour que la quasi totalité du fluide resta dans letroisième élément, elle est de plus convenablement

cloisonnée pour que les filets de fluide assurent l'évacua-

tion maxima des- calories;

- le, quatrième élément situé au dessus de la surface pla-

ne (IV) esct constitué par la distribution qui est réalisée à partir de lfarbre médian par des moyens appropriés basés sus l'utilisation de cames ou l'emploi de- boisseaux tournants dont la commande est assurée par l'engrenage (1 ) et dont le principe es.t préférbilcment conforme Ä la demande de brevet

P.V. 85 13189 du 5 Septembre 1985.

Le sch6ma 2 est une coupe schématique suivant AA; il

est de-stiné à montrer les ouvertures (11) permettant la mon-

tée dans le deuxième élément du fluide aspiré à la hauteur

du premier élément.

Les ouvertures- en ques-tion peuvent être reliées à des tuyaux rigides pour que l'aspiration se produise dans une

région donnée, ou des tuyaux souples dont un mouvement com-

mandé règlera le débit d'air.

Le schéma 3 est une coupe- schématique suivant BB: il est évident, que les dimensions et les formes des ouvertures (12) sont liées au débit et à la pression de la turbine (5) qui fournit éventuellement l'air à la turbine (6); cette turbine peut aussi être alimentée par de l'air extérieur

amené par des conduits.

Il est. avantageux, afin d'évitez la naissance de vibra-

tions, que les éléments composant les différentes parties de la machine soient liés entre eux de la manière la plus rigie pour que les alésages des ouvertures destinées au passage de l'arbre médian soient alignées d'une manière aussi parfaite -4

que possible.

L'emploi des nouveaux matériaux dans les domaines du

frottement et de. l'isolation thermique rend eancore plus at-

trayante cette solution; le mouvement louvoyant des rotules rend suffisante la lubrification par une graisse qu'il sera inutile de renouveler, le déplacement parfaitement linéaire

du piston e.t la diminution des frottements due à l'abaisse-

ment de la température de celui-ci rend possible, surtout si l'on utilise la formule aérosol indiquée plus haut, avec un

matériau comme le Revetox, de supprimer le circuit d'huile.

Autrement dit, dans un moteur huile et eau ne jouent

plus aucun rôle.

Les avantages d'une telle construction sont évidents: - diminution très importante du nombre de pièces, d'o - diminution du poids, - suppression des poids parasites: huile., eau avec leurs corollaires: radiateur, filtre, canalisation, etc..., - diminutiaon des frottements, d o amélioration.du rendement,

- prix de revient abaissé.

R E v E N.. I G A T I Q N S 1 - Machine en barillet à pistons moteurs ou récapteurs car-dct-risée par son refroidiasement assuré par l'écoulement

d'urL fluide distribué à partir de la partie centrale de cet-

te machine.

- Machine en barillet à pisatons mo teurs ou récepteurs

caractérisée par la disposition géométrique de ses 4 élé-

ments propres, liés rigidement entre eux et dont chacun cor-

respond à une fonction bien définie.

3 - Machina en barillet à pistons moteurs, ou récepteurs caractérisée par l'existence d'un arbre médian allant du

deuxième au quatrième élément, arbre médian qui dans le pre-

mier élément possède une forme brisée dont l'angle au sommet est de 9,O arbre médian qui dans les autres éléments porte différentes turbines et qui, à son extrémité, assure la

distribution.

4 - Machine en barillet à pistons moteurs ou récepteurs caractérisée par le refroidiasement interne des pistons et

la lubrifiation de ceux-ci assurée par un aérosol.