FR2741111A1 - Distributeur rotatif pour la commande des transferts gazeux dans un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un distributeur rotatif, pour moteur à combustion interne à deux ou quatre temps, assurant la commande des transferts gazeux d'admission et/ou d'échappement. Le distributeur rotatif (1), de forme extérieure à symétrie de révolution, notamment cylindrique, est de configuration essentiellement creuse et comporte au moins un canal interne (4) de transfert gazeux, qui débouche d'une part selon une direction sensiblement axiale à une extrémité ouverte (5) du distributeur, et qui débouche d'autre part à la surface latérale (2) de ce distributeur par au moins une lumière (7), selon une direction sensiblement radiale. Ce distributeur (1) est associé à des moyens (8) pour son entraînement en rotation autour de son axe (3) en synchronisme avec l'arbre moteur, et il coopère avec au moins une lumière fixe située sur le moteur.

Description

La présente invention concerne un distributeur rotatif, de forme extérieure à symétrie de révolution, pour la commande des transferts gazeux d'admission et/ou d'échappement, dans un moteur à combustion interne à deux ou quatre temps, le distributeur étant associé à des moyens d'entrainement en rotation, continue ou alternée, autour de son axe en synchronisme avec l'arbre moteur, et ce distributeur rotatif comportant au moins une lumière de passage radial des gaz, débouchant à sa périphérie et venant en correspondance, au cours de la rotation du distributeur, avec au moins une lumière fixe.

Les moteurs à combustion interne comportent traditionnellement, pour assurer la fonction de "distribution" c'est-à-dire l'admission du mélange air/carburant dans les cylindres et l'échappement des gaz brûlés hors des cylindres, des soupapes respectivement d'admission et d'échappement, animées de mouvements alternatifs commandés par un arbre à cames. Bien que couramment utilisé, le système de distribution à soupapes comporte de nombreux inconvénients
- Le mouvement alternatif des soupapes est générateur de vibrations et de bruit, et les problèmes de masses et d'inertie limitent le dimensionnement des soupapes et leur vitesse, donc aussi le régime de rotation du moteur.

- A ceci s'ajoute le phénomène dit d'affolement des soupapes, qui à régime élevé ne sont pas rappelées assez rapidement sur leur siège par leur ressort.

- La section de passage des gaz est limitée par le diamètre des soupapes.

- Aux soupapes traditionnelles sont nécessairement associées, sur la culasse du moteur, des tubulures coudées qui ralentissent les transferts gazeux.

- Sur les soupapes d'échappement se produit un phénomène dit de "point chaud", provoquant un autoallumage, qui peut seulement être combattu en limitant le taux de compression du moteur, donc le rendement du moteur.

- Les soupapes et leurs organes accessoires, tels que ressorts de rappel et culbuteurs, représentent des pièces mécaniques en nombre total élevé et d'usinage complexe, donc un ensemble coûteux, ceci d'autant plus qu'actuellement on a tendance à augmenter le nombre de soupapes par cylindre.

- Enfin la présence des soupapes et organes associés conduit à un encombrement important de la culasse, et par conséquent à un poids élevé de celle-ci, se répercutant sur le volume et le poids total du moteur lui-même.

Pour éviter ces divers inconvénients, on a déjà proposé, en remplacement de la distribution classique à soupapes, des systèmes de distribution rotatifs, utilisant des distributeurs de forme extérieure cylindrique, entraînés en rotation autour de leur axe selon un mouvement continu, ces distributeurs comportant des passages qui, au cours de leur rotation, mettent périodiquement en communication la chambre de combustion d'un cylindre du moteur avec les tubulures d'admission ou avec les conduits d'échappement correspondants, selon qu'il s'agit d'un distributeur d'admission ou d'un distributeur d'échappement. De tels distributeurs rotatifs sont décrits, entre autres, dans les demandes de brevets français 2039171, 2525274, 2531139 et 2599784, ainsi que dans la demande de brevet internationale WO 83/00722.

D'une façon générale, tous les distributeurs rotatifs proposés jusqu'à présent sont constitués par un boisseau cylindrique, qui comporte un passage transversal pour les gaz, partant d'un point de la surface latérale cylindrique du boisseau et aboutissant en un autre point de cette surface latérale, sensiblement opposé au précédent. Ce passage transversal possède une section réduite, qui limite le transfert gazeux d'autant plus que celui-ci s'effectue seulement lorsque le débouché du passage transversal du boisseau se trouve en correspondance avec une lumière fixe.La disposition transversale dudit passage, qui s'étend notamment suivant un diamètre du boisseau, interdit pratiquement d'effectuer l'admission et l'échappement d'un cylindre au moyen d'un seul et même distributeur rotatif, et l'on est contraint de prévoir souvent un distributeur rotatif d'admission et un distributeur rotatif d'échappement, distincts l'un de l'autre. L'existence des deux débouchés du passage transversal, à la surface du boisseau, est la cause de fuites importantes et rend difficile l'obtention d'une bonne étanchéité. La configuration généralement rectiligne de ce passage transversal rend toujours nécessaire la présence de tubulures coudées d'admission et d'échappement.Enfin ces distributeurs rotatifs possèdent le plus souvent une structure pleine, si l'on excepte leur passage transversal, ce qui rend difficile leur refroidissement et peut conduire à des dilatations différentielles difficilement maîtrisables.

La présente invention a pour but de fournir un distributeur rotatif de conception différente et améliorée, évitant les défauts des distributeurs rotatifs proposés jusqu'à présent, ce distributeur rotatif procurant en particulier une augmentation sensible des transferts gazeux, sans accroissement de son diamètre extérieur, et sa conception permettant aussi de réaliser facilement et efficacement l'admission et l'échappement au moyen d'un seul et même distributeur rotatif.

A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un distributeur rotatif pour la commande des transferts gazeux dans un moteur à combustion interne, appartenant au genre précisé en introduction, ce distributeur rotatif étant caractérisé en ce qu'il est de configuration essentiellement creuse, et en ce qu'il comporte au moins un canal interne de transfert gazeux qui débouche d'une part selon une direction sensiblement axiale à au moins une extrémité ouverte du distributeur rotatif, et qui débouche d'autre part à la surface latérale de ce distributeur rotatif par au moins une lumière, selon une direction sensiblement radiale.

Ainsi, l'invention propose un distributeur rotatif dont le volume est mis à profit de façon optimale pour créer un ou plusieurs canaux internes de transfert gazeux, imposant aux gaz un trajet direct entre une extrémité du distributeur et un point de sa surface latérale, les gaz n'ayant plus à traverser le distributeur rotatif selon un trajet transversal. Le distributeur rotatif objet de l'invention permet ainsi de créer des sections de passage des gaz plus grandes, aussi bien pour les canaux internes que pour les lumières par lesquelles débouchent ces canaux, d'où un rendement amélioré.De plus, le distributeur rotatif selon l'invention fait office, en une seule et même pièce, de pipe ou collecteur d'admission ou d'échappement, et d'obturateur synchronisé avec le régime du moteur, le circuit des gaz étant ainsi rendu plus court et plus direct ; en particulier, dans le cas de l'admission, la lumière située à la périphérie du distributeur donne le passage à des gaz déjà présents à l'intérieur de ce distributeur. La présence d'une seule lumière (pour un canal interne) à la périphérie du distributeur rotatif améliore l'étanchéité de l'ensemble.

La conception de ce distributeur rotatif permet aussi de le réaliser avec un diamètre plus faible, ce qui réduit les surfaces de frottement et diminue les jeux, donc accroit encore l'étanchéité. Par ailleurs, la configuration du distributeur améliore la répartition de la chaleur et permet de mieux maîtriser ses dilatations différentielles, les échauffements étant moins localisés.

Enfin, grâce à sa conception, ce distributeur rotatif peut être aisément réalisé avec deux ou plusieurs canaux internes de transfert gazeux, soit pour assurer la distribution simultanément dans deux ou plusieurs cylindres d'un même moteur, soit pour réaliser par un même distributeur l'admission et l'échappement d'un même cylindre, en évitant ainsi l'utilisation de distributeurs rotatifs séparés d'admission et d'échappement.

Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le distributeur rotatif possède une configuration tubulaire, avec une paroi extérieure cylindrique, et il comporte au moins une cloison interne qui se raccorde à la paroi extérieure cylindrique et qui délimite le canal interne de transfert gazeux, au moins sur une partie de la longueur de ce canal entre une extrémité ouverte du distributeur rotatif et une lumière ménagée dans ladite paroi latérale cylindrique. La ou chaque cloison interne possède avantageusement une conformation tubulaire cintrée, de manière à délimiter un canal interne de transfert gazeux passant progressivement de la direction axiale à la direction radiale. Cette paroi interne peut posséder elle-même une conformation tubulaire, réalisant ainsi un conduit interne de transfert gazeux entièrement distinct de la paroi latérale cylindrique du distributeur rotatif.

Ce distributeur rotatif peut être conçu comme un distributeur rotatif d'admission, ou comme un distributeur rotatif d'échappement, associé à un seul cylindre ou à plusieurs cylindres de moteur, le distributeur rotatif pouvant comporter, selon le cas
- un seul canal interne, partant de l'une de ses extrémités, ou
- deux canaux internes, partant d'une même extrémité ouverte du distributeur et débouchant à sa surface latérale par des lumières respectives décalées axialement et angulairement, ou
- deux ou plusieurs canaux internes, partant des deux extrémités ouvertes du distributeur et débouchant à sa surface latérale par des lumières respectives décalées axialement et angulairement, ce qui permet notamment d'alimenter plusieurs cylindres en ligne au moyen du même distributeur rotatif.

Le distributeur rotatif, objet de l'invention, peut aussi être conçu comme un distributeur commun d'admission et d'échappement, comportant un premier canal interne reliant une extrémité ouverte du distributeur, constituant orifice d'entrée des gaz, à au moins une lumière de la surface latérale du distributeur, et un second canal interne reliant au moins une autre lumière de cette surface latérale à l'autre extrémité ouverte du distributeur, constituant orifice de sortie des gaz, les deux lumières étant décalées angulairement mais ne l'étant pas axialement, de manière à déboucher alternativement dans la même lumière fixe.

Une seule et même cloison interne peut ici séparer le premier canal interne, prévu pour l'admission, du second canal interne, prévu pour l'échappement.

L'axe de rotation du distributeur rotatif selon l'invention peut être de direction orthogonale à l'arbre moteur, c'est-à-dire, dans le cas d'un moteur multicylindres, orienté transversalement à la ligne des cylindres. On comprend que, dans ce cas, chaque cylindre du moteur nécessite un distributeur rotatif d'admission et/ou d'échappement qui lui est propre.

Selon une autre possibilité, l'axe de rotation du distributeur rotatif selon l'invention est de direction parallèle à l'arbre moteur ; ainsi, dans le cas d'un moteur à plusieurs cylindres en ligne, ce distributeur rotatif (d'admission ou d'échappement) peut être commun à plusieurs cylindres du moteur, ou à la totalité des cylindres.

Ces diverses configurations présentent, chacune, des avantages spécifiques. Les distributeurs comportant un seul canal interne sont évidemment les plus simples, d'autant plus qu'ils peuvent, éventuellement, comporter uniquement une paroi latérale cylindrique, et être dépourvus de cloison interne (le distributeur étant ainsi totalement "tubulaire", sa paroi latérale cylindrique se confondant avec la paroi du canal de transfert gazeux).

Les distributeurs assurant à la fois l'admission et l'échappement permettent de diminuer le nombre des pièces ; de plus, ils permettent un échange thermique entre les gaz brûlés et les gaz frais, assurant un réchauffement supplémentaire des gaz frais admis, notamment lors du démarrage à froid du moteur ; enfin, les gaz frais empêchent l'échauffement excessif du distributeur. Les distributeurs à disposition transversale peuvent être usinés avec une grande précision, en raison de leur faible longueur, et ils permettent une standardisation poussée, les mêmes distributeurs pouvant être utilisés quel que soit le nombre de cylindres du moteur.Les distributeurs à disposition longitudinale, c'est-à-dire parallèles à l'arbre moteur, peuvent être aisément entraînés en rotation à partir de cet arbre moteur, et s'ils sont communs à plusieurs cylindres ils permettent de réduire le nombre de pièces mécaniques et l'encombrement. Dans le cas d'un distributeur rotatif d'admission, la circulation axiale des gaz frais, pratiquement sur toute la longueur du distributeur, assure un refroidissement efficace du distributeur. Dans le cas d'un distributeur rotatif d'échappement, la combinaison de la paroi latérale cylindrique, et de la cloison interne délimitant le canal de transfert gazeux, permet de former au moins une chambre intermédiaire, dans laquelle règne le vide ou qui est remplie d'un fluide de refroidissement, statique ou mis en circulation, ce qui contribue au refroidissement du distributeur.

A titre additionnel, les parois du distributeur rotatif objet de l'invention peuvent comporter, intérieurement, un revêtement en matériau de faible conductibilité thermique, telle que céramique. En variante, le distributeur rotatif est réalisable entièrement en céramique.

Selon une caractéristique complémentaire, la paroi latérale cylindrique du distributeur rotatif comporte, pour lubrifier les surfaces de contact entre le distributeur et l'alésage dans lequel tourne ce distributeur, des lumières supplémentaires de graissage décalées axialement par rapport à la lumière, ou aux lumières, qui forment le débouché du ou des canaux internes de transfert gazeux. Ces lumières supplémentaires sont ainsi décalées axialement par rapport aux positions des cylindres du moteur.

Enfin, le distributeur rotatif objet de l'invention comporte des applications diverses : il peut notamment être placé au niveau de la chambre de combustion dans le cas d'un moteur à quatre temps ou à deux temps ; dans le cas d'un moteur à deux temps, il peut aussi être placé au niveau du point mort bas du piston ou au niveau du carter-pompe.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes de réalisation de ce distributeur rotatif, et illustrant aussi diverses applications de ce distributeur rotatif
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier distributeur rotatif conforme à la présente invention ;
Figure 2 est une vue en coupe transversale de ce premier distributeur rotatif, suivant II-II de figure 1 ;
Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un deuxième distributeur rotatif conforme à la présente invention ;
Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un troisième distributeur rotatif conforme à la présente invention ;
Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un quatrième distributeur rotatif conforme à la présente invention ;;
Figure 6 est une vue en coupe transversale de ce quatrième distributeur rotatif, suivant VI-VI de figure 5
Figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un cinquième distributeur rotatif conforme à la présente invention ;
Figure 8 est une vue en coupe transversale de ce cinquième distributeur rotatif, suivant VIII-VIII de figure 7 ;
Figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un sixième distributeur rotatif conforme à l'invention, suivant IX-IX de figure 10 ;
Figure 10 est une vue en coupe transversale de ce sixième distributeur rotatif, suivant X-X de figure 9 ;
Figure 11 est une autre vue en coupe longitudinale du même distributeur rotatif, suivant XI-XI de figure 10 ;
Figure 12 est une vue en coupe longitudinale d'une variante du distributeur rotatif des figures 9 à 11 ;;
Figure 13 est une vue en coupe transversale, très schématique, d'un moteur à combustion interne monocylindre équipé du distributeur rotatif selon les figures 9 à 11 ;
Figure 14 est une vue en coupe de ce moteur, au niveau de la culasse, suivant XIV-XIV de figure 13 ;
Figure 15 est une vue en coupe transversale très schématique d'un moteur à trois cylindres, équipé de tels distributeurs rotatifs disposés transversalement
Figure 16 est une vue en coupe longitudinale de ce moteur, au niveau de la culasse, suivant XVI-XVI de figure 15 ;;
Figure 17 est une vue en coupe transversale, très schématique, d'un autre moteur monocylindre équipé d'un tel distributeur rotatif
Figure 18 est une vue en coupe de ce moteur, au niveau du distributeur rotatif suivant XVIII-XVIII de figure 17
Figure 19 est une vue en coupe transversale, très schématique, d'un autre moteur monocylindre équipé d'un tel distributeur rotatif
Figure 20 est une vue en coupe de ce moteur, au niveau du distributeur rotatif, et de l'axe du vilebrequin, suivant XX-XX de figure 19
Figure 21 est une vue en coupe transversale, très schématique, d'un autre moteur monocylindre équipé de deux distributeurs rotatifs conformes à l'invention ;
Figure 22 est une vue en coupe de ce moteur, au niveau de la culasse, suivant XXII-XXII de figure 21 ;;
Figure 23 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur à trois cylindres équipé de deux distributeurs rotatifs conformes à l'invention disposés longitudinalement
Figure 24 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur à quatre cylindres, équipé de distributeurs rotatifs conformes à l'invention disposés transversalement
Figure 25 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation du distributeur rotatif objet de l'invention, suivant XXV-XXV de figure 26
Figure 26 est une vue en coupe transversale de ce distributeur rotatif, suivant XXVI-XXVI de figure 25 ;
Figure 27 est une vue en coupe longitudinale de ce distributeur rotatif, suivant XXVII-XXVII de figure 25 ;
Figure 28 est une autre vue en coupe longitudinale de ce distributeur rotatif, suivant XXVIII-XXVIII de figure 25 ;;
Figure 29 est une vue en perspective du distributeur rotatif des figures 25 à 28 ;
Figure 30 est une vue en coupe transversale, très schématique, d'un moteur monocylindre équipé d'un distributeur rotatif selon les figures précédentes ;
Figure 31 est une vue en coupe de ce moteur, au niveau de la culasse, suivant XXXI-XXXI de figure 30 ;
Figure 32 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur à quatre cylindres, équipé de tels distributeurs rotatifs disposés transversalement ;
Figure 33 est une vue en coupe transversale de ce dernier moteur, suivant XXXIII-XXXIII de figure 32 ;
Figure 34 est une vue en coupe longitudinale d'un autre distributeur rotatif conforme à la présente invention, suivant XXXIV-XXXIV de figure 36 ;;
Figure 35 est une autre vue en coupe longitudinale de ce distributeur rotatif, suivant XXXV-XXXV de figure 36 ;
Figure 36 en est une vue en coupe transversale, suivant XXXVI-XXXVI de figure 35
Figure 37 en est une vue en perspective du distributeur rotatif des figures 34 à 36
Figure 38 est une vue en coupe longitudinale d'un dernier distributeur rotatif conforme à l'invention
Figure 39 est une vue en coupe transversale de ce distributeur rotatif, suivant XXXIX-XXXIX de figure 38.

Les figures 1 et 2 montrent un distributeur rotatif 1, dans sa forme la plus simple, qui comporte une paroi extérieure cylindrique 2 dont l'axe est indiqué en 3. La paroi cylindrique 2 délimite un volume intérieur 4.

Le distributeur 1 possède une extrémité ouverte 5, et une extrémité fermée 6. Dans la paroi cylindrique 2 est ménagée une unique lumière 7. Un canal de transfert gazeux est ainsi défini par l'extrémité ouverte 5, le volume intérieur 4 et la lumière 7. L'extrémité fermée 6 du distributeur 1 porte un pignon ou une poulie 8 pour son entraînement en rotation autour de l'axe 3. Ce distributeur rotatif 1 peut constituer un distributeur d'admission ou un distributeur d'échappement, pour un seul cylindre.

Sur la figure 3 est représenté un distributeur rotatif 1 qui possède encore une seule extrémité ouverte 5, mais dont la paroi extérieure cylindrique 2 comporte deux lumières 7, décalées axialement et aussi décalées angulairement de 1800 l'une par rapport à l'autre. Ce distributeur rotatif 1 peut constituer un distributeur d'admission ou un distributeur d'échappement commun à deux cylindres d'un même moteur.

Selon le même principe, la figure 4 illustre un distributeur rotatif 1 d'admission ou d'échappement, commun à trois cylindres disposés en ligne. Ce distributeur 1 comporte, dans sa surface extérieure cylindrique 2, trois lumières 7 décalées axialement et aussi décalées angulairement de 1200 les unes par rapport aux autres.

Comme le montre encore la figure 4, dans la paroi extérieure cylindrique 2 du distributeur rotatif 1 peuvent être ménagées des petites lumières supplémentaires 9 de graissage, décalées axialement par rapport aux lumières principales 7 qui assurent les transferts gazeux, le graissage étant réalisé par la présence d'huile dans le mélange carburé (dans le cas d'un moteur à deux temps).

Les figures 5 et 6 montrent un distributeur rotatif 1 possèdant la même configuration générale que celui de la figure 3, mais qui est plus particulièrement un distributeur rotatif d'échappement, et dont la paroi extérieure cylindrique 2 est revêtue, intérieurement, d'une couche d'isolation thermique 10, notamment en céramique.

Les figures 7 et 8 montrent un autre distributeur rotatif 1 de même configuration générale, qui est plus particulièrement un distributeur rotatif d'échappement, et dont la paroi extérieure cylindrique est une double paroi.

Les deux épaisseurs 2a et 2b de cette paroi délimitent, entre elles, un espace intermédiaire 11 d'isolation thermique et/ou de refroidissement, qui peut être mis sous vide ou rempli d'un fluide de refroidissement, statique ou mis en circulation.

Les figures 9, 10 et 11 représentent un distributeur rotatif 1 dont la paroi extérieure cylindrique 2 possède deux extrémités ouvertes 5 et 6, une couronne d'entraînement 8 étant montée autour de ladite paroi 2 vers la seconde extrémité 6. Dans la paroi cylindrique 2 est ménagée une lumière 7. Une cloison interne 12, de profil en "U", raccorde directement la première extrémité ouverte 5 à la lumière 7. De configuration cintrée, la cloison interne 12 délimite un canal interne 4 formant un léger coude, pour le transfert gazeux.

La figure 12 montre une variante de ce distributeur rotatif 1. La première extrémité 5 possède ici une ouverture de diamètre inférieur à celui de la paroi extérieure cylindrique 2. La cloison interne 12, se raccordant à cette ouverture ainsi qu'à la lumière 7, possède en conséquence une conformation tubulaire (tube coudé). Cette variante comporte encore des lumières de graissage 9, qui permettent de déposer de l'huile sur la paroi de l'alésage dans lequel tourne le distributeur 1.

Tous les distributeurs rotatifs 1 décrits jusqu'ici sont des distributeurs dits à simple flux. Les figures 13 et suivantes illustrent diverses applications de tels distributeurs rotatifs.

Les figures 13 et 14 montrent un moteur à combustion interne monocylindre, à deux temps. Le repère 13 désigne le bloc-moteur, surmonté de la culasse 14 dans laquelle prend place en 15 une bougie ou un injecteur. Le piston est indiqué en 16, et le vilebrequin en 17. Ce moteur comporte un collecteur de pré-aspiration 18 à sa partie inférieure, reliée par des canaux de transfert 19 à la chambre de combustion 20 située au-dessus du piston 16.

Le distributeur rotatif 1, unique, est ici un distributeur d'échappement, monté tournant dans un alésage de la culasse 14 avec son axe 3 disposé longitudinalement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe du vilebrequin 17. Un moyen de transmission sans fin 21, tel que courroie ou chaîne sans fin, relie le vilebrequin 17 à la couronne d'entraînement 8 du distributeur rotatif 1.

Ce distributeur rotatif 1 possède la structure illustrée aux figures 9 à 11. Son extrémité ouverte 5 est placée en regard d'un collecteur d'échappement 22. Au cours de la rotation du distributeur 1, l'unique lumière 7 de sa paroi extérieure cylindrique 2 vient en correspondance, de façon cyclique, avec une lumière fixe 23 qui assure la communication avec la chambre de combustion 20.

Les figures 15 et 16 montrent un moteur à combustion interne à trois cylindres 24, à deux temps.

Dans la culasse 14 sont logés, en correspondance avec les cylindres 24, trois distributeurs rotatifs d'échappement 1 disposés transversalement, c'est-à-dire orthogonalement au vilebrequin 17. Les moyens d'entraînement en rotation des distributeurs 1 comprennent ici un arbre longitudinal 25, et des engrenages du type roue et vis sans fin 26 portés par cet arbre 25. Chaque distributeur rotatif 1 peut posséder la structure représentée aux figures 9 à 11.

Les figures 17 et 18 montrent un moteur à combustion interne monocylindre, à deux temps, dont les éléments communs avec les moteurs précédemment décrits sont désignés par les mêmes repères. Le moteur est équipé d'un distributeur rotatif 1 unique, qui est encore un distributeur d'échappement, mais qui est ici disposé longitudinalement au niveau du point mort bas du piston 16.

Les figures 19 et 20 montrent un moteur à combustion interne monocylindre, à deux temps, équipé d'un distributeur rotatif 1 unique qui, contrairement aux exemples précédents, est un distributeur d'admission permettant la pré-aspiration des gaz dans le carter-pompe 27 du moteur. Le distributeur rotatif 1 est placé au niveau du carter-pompe 27, avec une disposition longitudinale c'est-à-dire parallèlement au vilebrequin 17 qui l'entraîne par l'intermédiaire de la courroie ou chaîne sans fin 21. L'extrémité ouverte 5 du distributeur 1 est située en regard d'un collecteur d'admission 28.

Les figures 21 et 22 montrent un moteur à combustion interne monocylindre, mais à quatre temps. Ce moteur est équipé de deux distributeurs rotatifs, à savoir un distributeur rotatif d'admission 1 et un distributeur rotatif d'échappement 1'. Les deux distributeurs rotatifs 1 et 1' sont montés tournants dans la culasse 14, parallèlement l'un à l'autre et longitudinalement, c'està-dire parallèlement au vilebrequin 17. Les canaux internes respectifs 4 et 4' de ces deux distributeurs rotatifs 1 et 1', entraînés en synchronisme à partir du vilebrequin 17, débouchent à des instants successifs dans la chambre de combustion 20, par des lumières fixes respectives 23 et 23'. Les extrémités ouvertes 5 et 5' respectives des deux distributeurs 1 et 1' sont situées en regard d'un collecteur d'admission 28 et d'un collecteur d'échappement 22.

La figure 23 illustre la généralisation du cas précédent à un moteur à combustion interne à quatre temps à plusieurs cylindres en ligne, et plus particulièrement dans cet exemple un moteur à trois cylindres 24. Les deux distributeurs rotatifs, à savoir le distributeur rotatif d'admission 1 et le distributeur rotatif d'échappement 1', sont disposés longitudinalement dans la culasse 14. Chaque distributeur 1 ou 1' possède la structure illustrée à la figure 4, de manière à être commun aux trois cylindres 24 (les lumières 7 n'étant pas représentées sur la figure 23).

La figure 24 montre un moteur à combustion interne à quatre temps et à quatre cylindres 24 en ligne. A chaque cylindre 24 sont ici associés un distributeur rotatif d'admission 1 et un distributeur rotatif d'échappement 1', disposés transversalement, c'est-à-dire orthogonalement au vilebrequin 17, dans la culasse 14. Les positions angulaires de ces distributeurs rotatifs 1 et 1', ici au nombre total de huit, correspondent respectivement aux temps admission, compression, échappement et explosion, en considérant les quatre cylindres de gauche à droite.

Les figures 25 et suivantes montrent des distributeurs rotatifs 1 dits à double flux, c'est-à-dire des distributeurs qui assurent à la fois l'admission et l'échappement, et elles illustrent des applications de tels distributeurs rotatifs.

Le distributeur rotatif 1 représenté aux figures 25 à 29 comporte une paroi extérieure cylindrique 2, dont l'axe est indiqué en 3. Le distributeur 1 possède ici obligatoirement deux extrémités ouvertes 5 et 6. A l'intérieur de ce distributeur 1 est prévue une cloison 29, qui possède une configuration spéciale avec une partie médiane 30 orientée longitudinalement, et deux parties terminales 32 et 33, tournées en sens opposés. La cloison interne 29 divise ainsi le volume intérieur du distributeur 1 en deux canaux internes 34 et 35.

Le premier canal interne 34, qui est ici le canal d'admission, relie l'extrémité ouverte 6 du distributeur 1 à une première lumière 7, ménagée dans la paroi extérieure cylindrique 2. Le second canal interne 35, qui est le canal d'échappement, part d'une seconde lumière 7' ménagée dans la paroi extérieure cylindrique 2, et il aboutit à l'autre extrémité ouverte 5 du distributeur 1. Les deux lumières 7 et 7' se situent dans la région médiane du distributeur 1, de part et d'autre de la partie médiane 30 de la cloison interne 29, ces deux lumières 7 et 7' étant ainsi décalées angulairement, mais n'étant pas décalées axialement l'une par rapport à l'autre.

Les figures 30 et 31 montrent un moteur à combustion interne monocylindre, à quatre temps, équipé d'un distributeur rotatif 1 à double flux, selon la description précédente. Le distributeur 1 est monté tournant dans la culasse 14, avec une disposition longitudinale c'est-à-dire parallèle au vilebrequin 17.

Les deux extrémités ouvertes 5 et 6 du distributeur 1 sont placées respectivement en regard d'un collecteur d'échappement 22 et d'un collecteur d'admission 28, de préférence avec interposition d'un joint d'étanchéité 36.

Au cours de la rotation du distributeur 1, entraîné à partir du vilebrequin 17, les deux lumières 7 et 7' viennent alternativement en correspondance avec une lumière fixe unique 23 située au sommet de la chambre de combustion 20. Ainsi, de façon alternée, le premier canal interne 34 du distributeur 1 fait communiquer le collecteur d'admission 28 avec la chambre de combustion 20, et le second canal interne 35 fait communiquer cette chambre de combustion 20 avec le collecteur d'échappement 22.

Les figures 32 et 33 illustrent l'application du même distributeur rotatif 1 à double flux à un moteur à combustion interne à quatre temps, et à quatre cylindres 24 en ligne. A chaque cylindre est ici associé un distributeur rotatif 1, d'admission et d'échappement, disposé transversalement c'est-à-dire orthogonalement au vilebrequin 17, dans la culasse 4. Tous les distributeurs rotatifs 1 sont raccordés, d'un côté, à un collecteur d'admission 28 et, de l'autre côté, à un collecteur d'échappement 22. Les positions angulaires des quatre distributeurs rotatifs 1 visibles à la figure 32, correspondent respectivement aux temps admission, compression, échappement et explosion, en considérant les quatre cylindres 24 de gauche à droite.

Les figures 34 à 37 représentent une autre forme de réalisation de distributeur rotatif 1 à double flux comportant encore deux extrémités ouvertes 5 et 6, et deux lumières 7 et 7' ménagées dans la paroi extérieure cylindrique 2, dans la région médiane de celle-ci. Les deux lumières 7 et 7' sont décalées angulairement de 900 environ. Une première cloison interne 37 relie l'extrémité ouverte 6 à la première lumière 7, pour délimiter un canal interne 34 d'admission. Une seconde cloison interne 38 relie l'autre extrémité ouverte 5 à la seconde lumière 7', pour délimiter un canal interne 35 d'échappement. Dans la région médiane du distributeur 1, les deux cloisons internes 37 et 38 présentent un profil en "U" et passent l'une à côté de l'autre, en étant tangentes l'une à l'autre.Les applications de cette dernière forme de réalisation sont les mêmes que celles déjà précédemment décrites par des distributeurs rotatifs à double flux.

Enfin, les figures 38 et 39 représentent une dernière forme de réalisation du distributeur rotatif 1, pouvant constituer un distributeur rotatif d'admission ou un distributeur rotatif d'échappement. Ce distributeur rotatif 1 possède une seule extrémité ouverte 5, de laquelle partent deux canaux internes 4 et 4', délimités par des cloisons internes 12 et 12'. Le premier canal 4 débouche sur la paroi extérieure cylindrique 2 par une lumière 7. Le second canal 4', au départ parallèle au premier, débouche sur la paroi extérieure cylindrique 2 par une autre lumière 7', décalée axialement et angulairement par rapport à la précédente lumière 7. Ce distributeur rotatif 1 est ainsi associé à deux cylindres.

Selon une variante non représentée, deux distributeurs rotatifs tels que celui des figures 38 et 39 peuvent être assemblés entre eux suivant un même axe, et pourvus d'un organe d'entraînement commun situé à la jonction des deux distributeurs, les gaz pouvant être admis ou s'échapper aux extrémités libres de l'ensemble.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce distributeur rotatif qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en modifiant le détail des formes de ces distributeurs rotatifs, ou en regroupant, selon toutes autres combinaisons, les caractéristiques décrites en référence aux différentes figures.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Distributeur rotatif, de forme extérieure à symétrie de révolution, pour la commande des transferts gazeux d'admission et/ou d'échappement, dans un moteur à combustion interne à deux ou quatre temps, le distributeur (1) étant associé à des moyens (8,21,25,26) d'entraînement en rotation, continue ou alternée, autour de son axe (3) en synchronisme avec l'arbre moteur, et ce distributeur rotatif (1) comportant au moins une lumière (7,7') de passage radial des gaz, débouchant à sa périphérie et venant en correspondance, au cours de la rotation du distributeur (1), avec au moins une lumière fixe (23,23'), caractérisé en ce su'il est de configuration essentiellement creuse, et en ce qu'il comporte au moins un canal interne (4,4',34,35) de transfert gazeux qui débouche d'une part selon une direction sensiblement axiale à au moins une extrémité ouverte (5,6) du distributeur rotatif (1), et qui débouche d'autre part à la surface latérale (2) de ce distributeur rotatif (1) par au moins une lumière (7,7'), selon une direction sensiblement radiale.

2. Distributeur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède une configuration tubulaire, avec une paroi extérieure cylindrique (2), et en ce qu'il comporte au moins une cloison interne (12,12',29,37,38) qui se raccorde à la paroi extérieure cylindrique (2) et qui délimite le canal interne (4,4',34,35) de transfert gazeux, au moins sur une partie de la longueur de ce canal entre une extrémité ouverte (5,6) du distributeur rotatif (1) et une lumière (7,7') ménagée dans ladite paroi latérale cylindrique (2).

3. Distributeur rotatif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la ou chaque cloison interne (12,12') possède une conformation tubulaire cintrée, de manière à délimiter un canal interne (4,4') de transfert gazeux passant progressivement de la direction axiale à la direction radiale.

4. Distributeur rotatif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est conçu comme un distributeur rotatif d'admission, ou comme un distributeur rotatif d'échappement, et en ce qu'il comporte deux canaux internes (4,4'), partant d'une même extrémité ouverte (5) du distributeur (1) et débouchant à sa surface latérale par des lumières respectives (7,7') décalées axialement et angulairement.

5. Distributeur rotatif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est conçu comme un distributeur rotatif d'admission, ou comme un distributeur rotatif d'échappement, et en ce qu'il comporte deux ou plusieurs canaux internes, partant des deux extrémités ouvertes (5,6) du distributeur (1) et débouchant à sa surface latérale par des lumières respectives décalées axialement et angulairement.

6. Distributeur rotatif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est conçu comme un distributeur commun d'admission et d'échappement, comportant un premier canal interne (34) reliant une extrémité ouverte (5) du distributeur (1), constituant orifice d'entrée des gaz, à au moins une lumière (7) de la surface latérale (2) du distributeur, et un second canal interne (35) reliant au moins une autre lumière (7') de cette surface latérale (2) à l'autre extrémité ouverte (6) du distributeur (1), constituant orifice de sortie des gaz, les deux lumières (7,7') étant décalées angulairement mais ne l'étant pas axialement, de manière à déboucher alternativement dans la même lumière fixe (23).

7. Distributeur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que son axe de rotation (3) est de direction orthogonale à l'arbre moteur, c'est-à-dire, dans le cas d'un moteur à plusieurs cylindres en ligne, orienté transversalement à la ligne des cylindres (24).

8. Distributeur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que son axe de rotation (3) est de direction parallèle à l'arbre moteur, ce distributeur rotatif (1) étant, dans le cas d'un moteur à plusieurs cylindres (24) en ligne, commun à plusieurs cylindres (24) ou à la totalité des cylindres (24).

9. Distributeur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, notamment dans le cas d'un distributeur rotatif d'échappement, la combinaison de la paroi latérale cylindrique (2a), et de la cloison interne (2b) délimitant le canal de transfert gazeux (4), forme au moins une chambre intermédiaire (11), dans laquelle règne le vide ou qui est remplie d'un fluide de refroidissement, statique ou mis en circulation.

10. Distributeur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ses parois comportent, intérieurement, un revêtement (10) en matériau de faible conductibilité thermique, telle que céramique.

11. Distributeur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que sa paroi extérieure cylindrique (2) comporte, pour lubrifier les surfaces de contact entre le distributeur (1) et l'alésage dans lequel tourne ce distributeur, des lumières supplémentaires de graissage (9) décalées axialement par rapport à la lumière, ou aux lumières (7), qui forment le débouché du ou des canaux internes (4,34,35) de transfert gazeux.

12. Distributeur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est placé au niveau de la chambre de combustion (20) dans le cas d'un moteur à quatre temps ou à deux temps.

13. Distributeur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 7 à 11, caractérisé en ce que, dans le cas d'un moteur à deux temps, il est placé au niveau du point mort bas du piston (16) ou au niveau du carter-pompe (27).