FR2738285A1 - Moteur rotatif thermique a rotor unique, portant quatre pistons oscillants actionnes par bielles et vilebrequin - Google Patents

Moteur rotatif thermique a rotor unique, portant quatre pistons oscillants actionnes par bielles et vilebrequin Download PDF

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Abstract

Le rotor unique porte les quatre pistons oscillants (6) dont les mouvements de va-et-vient sont obtenus par les bielles (4) reliant la face interne de chaque piston à un axe décentré porté par un vilebrequin transversal monté en position centrale à l'intérieur du rotor. Le vilebrequin est composé de trois paliers et deux axes décentrés, chaque axe portant deux bielles (4). Le vilebrequin est uni au stator (18) à l'une des extrémités par un disque. Le rotor tourne dans le stator (18) autour du vilebrequin. L'arbre moteur est un prolongement cylindrique du rotor (10) à l'extérieur du stator (18). Cette nouvelle conception mécanique apporte les solutions aux problèmes de fiabilité et d'étanchéité rencontrés dans le fonctionnement du moteur, tout en respectant la spécificité qui caractérise le cycle moteur ayant fait l'objet d'un dépôt de brevet le 15.12.1986, sous le numéro 86 176 16.

Description

Moteur thermique à combustion interne de type à pistons rotatifs et pistons oscillants et quatre temps.
L'invention apporte une amélioration au précédent brevet n" 86 176 16. afin de remédier aux imperfections touchant le mécanisme contraignant les mouvements des pistons oscillants portés par les pistons rotatifs, ceci sans modifier le principe fondamental ayant fait l'objet du premier dépôt de brevet.
Dans les précédents brevets ces mouvements sont obtenus grace au coulissement d'un axe transversal porté par le pied du piston oscillant dans deux gorges parallèles de forme excentrique, creusées dans le flanc latéral du carter et dans la cloison de séparation des deux chambres, ceci pour chacun des pistons rotatifs.
Cet ancien mécanisme posait des problèmes de fiabilité, d'usure précoce et d'étanchéité. Cette invention vise à supprimer tous ces défauts.
Le mécanisme de guidage est assuré maintenant par un système bielle-vilebrequin. La pièce centrale du moteur devient le vilebrequin (1), appelé ainsi car sa forme ressemble à un vilebrequin de moteur conventionnel.
Ce vilebrequin (1) comporte trois paliers (16) de forme cylindrique de diamètre assez important, deux paliers latéraux et un palier central. Ces paliers (16) sont réunis deux à deux par un axe décentré (17) par rapport à l'axe général du vilebrequin (1).
Le vilebrequin (1) est fixé par l'une de ses extrémités au carter moteur ou stator (18), au niveau d'un flanc latéral (19) par l'intermédiaire d'un disque plein (20), recouvrant une partie de la face externe du flanc latéral (19) du stator (18).
L'ensemble stator (18) vilebrequin (1) est donc fixe.
Le calage des axes décentrés (17) est défini en fonction du cycle de fonctionnement du moteur rotatif.
Ces deux axes (17) portent chacun deux pièces mobiles et libres l'une part rapport à l'autre et appelé bielle (4) du fait de leur similitude avec un moteur conventionnel.
L'autre extrémité de chacune des bielles(4) s'articulesau niveau d'un axe transversal (5) à la face interne de chaque piston oscillant (6). Cet axe se situe à peu près au tiers avant du piston (6). L'autre extrémité du piston (6) s'articule par un axe (7) à la périphérie du rotor (2).
Ainsi chaque piston oscillant (6) est-il toujours lié par l'intermédiaire d'une bielle (4) à un point décentré du stator (18); l'axe décentré (17) du vilebrequin (1).
Du fait de la présence du vilebrequin au niveau de la partie centrale du moteur, la partie mobile ou rotor (2) à été complètement redéfinie tout en respectant le mode de fonctionnement initial. Pour cela, les flancs latéraux (8) des pistons assurant l'étanchéité des chambres, deviennent l'ossature du rotor (2). La cloison centrale séparant les deux pistons rotatifs disparait car il n'y a plus de guidage sur celle-ci. Elle est intégrée à la structure du rotor (2) et devient la cloison médiane (3).
Ces flancs (8) et cloisons (3) sont des disques dont l'épaisseur est calculée pour assurer la rigidité du rotor (2) et subir les pressions existantes dans le moteur. Le centre (24) est perçé d'un orifice dont le diamètre correspond au diamètre extérieur des paliers (16) du vilebrequin (1).
Le flanc latéral (8) du côté ou le vilebrequin (1) est solidaire du stator, porte une couronne (9) supplémentaire dont le diamètre externe est égal au diamètre interne de l'orifice (15) aménagé dans le flanc latéral du stator (19), ceci afin d'assurer un guidage du rotor (2) lors de sa rotation
Le flanc latéral (8) du coté opposé est prolongé par une pièce cylindrique (10) plus longue, qui traverse de part en part le flanc latéral(l9) du stator (18) et dont le rôle est d'assurer la fonction d'arbre moteur. Cette pièce cylindrique (10) est percée d'un diamètre externe du palier (16) du vilebrequin (1).
L'ossature du rotor (2) représentée par les deux flancs
(8) et la cloison médiane (3), sont solidarisées par les
pièces intermédiaires (11) de forme spécifique, comparable à un triangle incurvé.
Ces pièces intermédiaires (11) au nombre de quatre ont une épaisseur qui détermine le volume des chambres portées par le rotor.
La forme de la pièce intermédiaire (11) est définie par:
- une face périphérique (12) en forme d'arc de cercle dont le centre est représenté par l'axe de rotation du rotor.
- une face interne (13) en forme d'arc de cercle dont le centre est l'axe de rotation du piston oscillant.
- une face de jonction (14) qui reçoit l'articulation (7) du piston oscillant (6); puis une partie droite et un arc de cercle dont le centre est l'axe principal du rotor (2).
Ces pièces intermédiaires (11) sont associées deux à deux entre flanc latéral (8) et cloison médiane (3). Elles sont disposées symétriquement par rapport au centre du rotor (2)
Par contre, de part et d'autre de la cloison médiane (3), elles sont disposées après avoir subi une translation et une rotation de 180 selon un axe perpendiculaire à l'axe du rotor (2).
Le rotor (2) est donc composé successivement de:
- la couronne (9) portée par le flanc latéral (8) de deux pièces intermédiaires (11), portant chacune un piston oscillant (6)
- la cloison médiane (3).
de deux autres pièces intermédiaires (11),
-puis du flanc latéral (8) prolongé par la pièce cylindrique (10) servant d'arbre moteur.
Le rotor se monte dans le stator (18), le vilebrequin (1) en position centrale.
Ces deux éléments sont unis par l'ensemble des quatre bielles (4) qui unissent les axes décentrés (17) du vilebrequin (1) aux pistons oscillants (6) .
Au cours d'un cycle complet, c'est-à-dire une rotation de 360" du rotor (2) dans le stator (18) en prenant pour axe le vilebrequin (1), la liaison des bielles (4) d'une part au vilebrequin et d'autre part à chaque piston oscillant (6) soumet celui à un mouvement de rapprochement puis d'éloignement, par rapport au centre du rotor (2) et créée ainsi le mouvement de va-et-vient de ce piston (6), à l'inténeur des chambres prévues à cet effet.
En réalisant les pipes d'admission et d'échappement à des emplacements déterminés selon les mouvements des pistons oscillants (6), nous retrouvons les quatre temps définis dans le premier brevet, en substance admission puis compression dans la chambre intermédiaire, explosion et échappement sur la deuxième partie du rotor (2).
Le carter moteur est usiné afin dL réaliser une tuyère qui communique d'une chambre vers l'autre, appelée aussi chambre d'explosion ou est monte un système d'allumage permettant l'explosion du volume comprimé à son niveau.
Cette invention respecte le principe de fonctionnent du premier
brevet, mais simplifie à la fois la réalisation du moteur et utilise des mécanismes dà connus et utilisés dans les moteurs conventionnels à la fiabilité prouvée.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1 . Moteur thermique à combustion interne , de type rotatif à quatre pistons oscillants (6) , à quatre temps caractérisé en ce qu'il est composé d'un stator (18) composé d'un carter moteur de forme cylindrique et de deux flancs latéraux (19) , ces deux flancs (19) sont centrés par un orifice cylindrique (15) dont le diamètre interne est égal au diamètre externe de la couronne (9) et de l'arbre moteur
(10), et un rotor (2) comportant deux paliers (9) et (10), portant quatre pistons oscillants (6), ainsi qu'un vilebrequin central (1), solidaire des flancs (19), et portant quatre bielles (4) reliées aux pistons oscillants (6)
2 .Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le stator (18) est percé d'un orifice pour l'admission des gaz appelé pipe ou lumière d'admission et d'un orifice pour l'évacuation des gaz brûles , appelé pipe ou lumière d'échappement , ces orifices sont disposés selon les temps d'admission et d'échappement du moteur rotatif
3 . Moteur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le carter moteur du stator (18) est usiné afin d'y réaliser une tuyère qui communique d' une chambre vers 1' autre
appelée aussi chambre d'explosion , équipé d'un système d'allumage qui provoque l'explosion du mélange air-essence comprimé à ce niveau
4 .Moteur rotatif selon les revendications 1 , 2 et 3 caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pièce centrale appelée vilebrequin (1) , solidaire du stator (18) au niveau de l'une de ses extrémités par l'intermédiaire d'un disque (20) fixé sur le flanc latéral (19) du stator (18) selon son axe principal.
5. Moteur rotatif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le vilebrequin (1) est constitué de trois paliers cylindriques (16) dont le diamètre est déterminé par l'amplitude des mouvements des pistons oscillants (6) et de deux axes décentrés (17) par rapport à l'axe des paliers chaque axe (17) est disposé entre deux paliers (16). Chaque axe décentré porte deux pièces mobiles : les bielles (4) au nombre total de quatre. L'autre extrémité de chaque bielle (4) s'articule à la face interne d'un piston oscillant (6) au niveau d'un axe transversal (5).
6. Moteur rotatif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le rotor (2) de forme cylindrique porte quatre pistons oscillants (6). Il est unique et composé successivement d'une petite couronne (9) de diamètre externe égal à celui de l'orifice (15) du flanc latéral (19) du stator (18), et d'épaisseur égale à celle du flanc latéral (19.Elle sert de guide au rotor (2) lors de la rotation ; puis un flanc latéral (8) en forme de disque évidé en son centre d'un orifice (24) de diamètre égal à celui du palier (6) du vilebrequin (1) ; puis deux pièces intermédiaires (11) en forme de triangles incurvé , diamétralement opposés , puis du disque intermédiaire (3) lui aussi percé d'un orifice d'un diamètre égal à celui du palier (6) , puis à nouveau ,de deux pièces intermédiaires (il) montées après avoir subi une rotation de 1800 par rapport au disque intermédiaire (3) puis un autre flanc latéral (8) identique au premier, prolongé par une pièce cylindrique , l'arbre moteur (10) de diamètre externe égal au diamètre de l'orifice (15) du flanc latéral (19) du stator (18) .L'arbre moteur (10) traverse le stator (18) au niveau de cet orifice (15)
7 . Moteur rotatif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le rotor (2) tourne librement à l'intérieur du stator (18) , guidé d'une part , par les trois paliers (16) du vilebrequin (1), d'autre part , par la couronne latérale (9) et l'arbre moteur (10) tournant dans les deux orifices (15) des flancs latéraux (19) du stator (18)
8. Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que les mouvements de va-et-vient des pistons oscillants (6) portés par le rotor (2) lors d'une rotation , sont engendrés par les bielles (4) qui unissent chaque piston oscillant (6) à un axe décentré (17) du vilebrequin (1). Ainsi les pistons oscillants (6) sont animés d'un mouvement de va-et-vient au cours d' un cycle de 3600 du rotor (2) dans le stator (18)
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