FR2765622A1 - Chambre a volume variable pour moteur alternatif a combustion interne et moteur comportant une telle chambre - Google Patents
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Abstract
Chambre à volume variable, pour moteur alternatif à combustion interne, dont le volume est limité par au moins une paroi mobile et varie cycliquement : au cours d'un cycle, le volume varie, dans une première partie du cycle, depuis une valeur minimale Vo jusqu'à un premier maximum V1 pour retomber à sa valeur minimale Vo et, dans la seconde partie de ce cycle, depuis sa valeur minimale Vo jusqu'à un second maximume V2 pour retomber à sa valeur minimale Vo , le second maximum V2 étant supérieur au premier maximum V1 .
Description
"Chambre à volume variable pour moteur alternatif à combustion interne et
moteur comportant une telle chambre"
La présente invention concerne les moteurs thermiques délivrant une énergie mécanique sous la forme d'un couple moteur sur un arbre de rotation, et plus particulièrement les moteurs alternatifs à combustion interne, mettant en oeuvre les cycles thermodynamiques tels que ceux de BEAU DE ROCHAS ou de DIESEL.
moteur comportant une telle chambre"
La présente invention concerne les moteurs thermiques délivrant une énergie mécanique sous la forme d'un couple moteur sur un arbre de rotation, et plus particulièrement les moteurs alternatifs à combustion interne, mettant en oeuvre les cycles thermodynamiques tels que ceux de BEAU DE ROCHAS ou de DIESEL.
Comme on le sait, ces cycles se déroulent selon quatre phases: aspiration d'un mélange comburant, d'air et de carburant - compression du mélange - détente productrice d'énergie mécanique - échappement des gaz brûlés ; en fin de compression, a lieu la combustion du mélange par allumage commandé ou par l'élévation de la température, due à la mise en pression du mélange gazeux à une valeur suffisante pour la déclencher.
Ces phases se déroulent à l'intérieur d'une chambre à volume variable, en général définie par un piston se déplaçant dans un cylindre ; le taux de compression est défini par le rapport du volume V de la chambre du cylindre lorsque le piston est au point mort bas au volume VO de cette chambre quand le piston est au point mort haut; la différence V-VO est la cylindrée ; le volume VO est un espace mort qui nuit au rendement du moteur mais qui ne peut pas être nul : en effet, cet espace libre dans le fond du cylindre évite que le piston vienne au contact de ce fond et permet d'être sûr que les canaux d'admission et d'échappement ne sont pas obturés.
Dans chacune des phases ci-dessus, la variation de volume de la chambre est la même et égale à V-VO; or, il est connu que si on prolongeait la détente des gaz dans le cylindre, notamment jusqu'à la pression atmosphérique, un travail supplémentaire serait obtenu ; cela nécessite une course de détente supérieure à la course d'aspiration.
La présente invention a pour but de réaliser ceci de manière simple.
Selon l'invention, une chambre à volume variable, pour moteur alternatif à combustion interne, dont le volume est limité par au moins une paroi mobile et varie cycliquement, est caractérisée par le fait que, au cours d'un cycle, le volume varie, dans une première partie du cycle, depuis une valeur minimale VO jusqu'à un premier maximum Va pour retomber à sa valeur minimale VO et, dans la seconde partie de ce cycle, depuis sa valeur minimale VO jusqu'à un second maximume V2 pour retomber à sa valeur minimale VO, le second maximum V2 étant supérieur au premier maximum V1.
La paroi mobile est la face de travail d'un piston se déplaçant dans un cylindre borgne ; le cylindre borgne est fixe ; en variante, le cylindre borgne est mobile également.
Avantageusement, le volume est limité par deux parois mobiles constituées chacune par la face de travail d'un piston se déplaçant dans une chemise fixe ; les deux pistons sont de même diamètre ; en variante les deux pistons ont des diamètres différents.
De préférence, un premier piston est associé à une bielle attelée à une manivelle d'un premier vilebrequin, un deuxième piston est associé à une bielle attelée à une manivelle d'un deuxième vilebrequin, les deux vilebrequins ayant leurs mouvements de rotation coordonnés par une liaison mécanique et leurs vitesses de rotation étant dans le rapport deux.
Avantageusement, lorsqu'un piston se déplace dans un cylindre borgne lui-même mobile également, le piston est associé à une bielle attelée à une manivelle d'un premier vilebrequin, le cylindre borgne est associé à une bielle attelée à une manivelle d'un deuxième vilebrequin, les deux vilebrequins ayant leurs mouvements de rotation coordonnés par une liaison mécanique et leurs vitesses de rotation étant dans le rapport deux, le cylindre étant guidé en translation ; les vilebrequins tournent dans le même sens ; en variante, les vilebrequins tournent en sens contraire.
Avantageusement, la liaison mécanique qui coordonne les mouvements de rotation des vilebrequins est telle que dans une certaine position relative des pistons ceux-ci sont tous deux en position haute.
De préférence, lorsqu'un piston se déplace dans un cylindre borgne fixe, deux bielles sont associées chacune à une manivelle d'un vilebrequin, les deux vilebrequins ayant leurs mouvements de rotation coordonnés par une liaison mécanique et leurs vitesses de rotation étant dans le rapport deux, et les deux bielles agissent sur le piston par l'intermédiaire d'un levier lui-même articulé par sa partie médiane sur une tige reliée au piston et guidée en translation.
Avantageusement, si l'on désigne par K le rapport des longueurs des manivelles, corrigé du rapport des carrés des diamètres de deux pistons s'il y en a, la première partie du cycle s'étendant sur un angle de rotation de 2A du vilebrequin dont la vitesse de rotation est la plus faible, moitié de celle de l'autre vilebrequin, la valeur dudit angle de rotation 2A est définie par la relation K = 4 Cos A ; K est compris entre 0,7 et 1,8, de préférence entre 0,8 et 1,5.
Selon une autre variante selon laquelle un piston se déplace dans un cylindre borgne fixe, le piston porte à articulation une bielle articulée par ailleurs en bout d'une manivelle voltigeuse elle-même articulée en bout d'une manivelle d'un vilebrequin ; si l'on désigne par K le rapport des longueurs des manivelles, la première partie du cycle s'étendant sur un angle de rotation de 2A du vilebrequin, la valeur dudit angle de rotation 2A est définie par la relation K = 4 Cos A ; K est compris entre 0,7 et 1,8.
La présente invention a également pour objet un moteur alternatif à combustion interne comportant au moins une chambre de combustion à volume variable ; selon l'invention, ladite chambre a les caractéristiques de la chambre ci-dessus, le moteur étant agencé en sorte que ses différentes phases de fonctionnement, admission, compression, détente, échappement, prennent place lors de, respectivement, la première moitié de la première partie dudit cycle, la deuxième moitié de cette première partie, la première moitié de la seconde partie dudit cycle et la deuxième moitié de cette seconde partie.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple, purement illustratif et non limitatif, les modes de réalisation représentés sur les dessins annexés.
Sur ces dessins
- la figure 1 est une vue schématique montrant une chambre à volume variable selon l'invention;
- la figure 2 montre des courbes représentatives du déplacement des pistons bordant la chambre de la figure 1
- la figure 3 est une courbe montrant la variation du volume de la chambre à volume variable de la figure i
- les figures 4 à 8 montrent la position relative des pistons au droit des repères IV à VIII de la figure 2
- la figure 9 est une vue partielle, à échelle différente, de la figure 3
- la figure 10 montre schématiquement dans un plan transversal les déplacements en rotation d'une manivelle d'un vilebrequin de la figure 1
- la figure 11 est analogue à la figure 1 et correspond à une variante
- les figures 1 2 à 16 sont analogues aux figures 4 à 8 mais correspondent à la variante de la figure il
- la figure 17 est une vue analogue à la figure 1 montrant une autre variante
- la figure 18 est une vue analogue à la figure 1 montrant une autre variante
- la figure 19 montre schématiquement encore une autre variante à un seul piston
- les figures 20 et 21 montrent schématiquement encore une autre variante à un seul piston : sur la figure 20, le piston est montré en position basse ; sur la figure 21, qui est une vue schématique transversale par rapport à la figure 20, le piston est en position haute.
- la figure 1 est une vue schématique montrant une chambre à volume variable selon l'invention;
- la figure 2 montre des courbes représentatives du déplacement des pistons bordant la chambre de la figure 1
- la figure 3 est une courbe montrant la variation du volume de la chambre à volume variable de la figure i
- les figures 4 à 8 montrent la position relative des pistons au droit des repères IV à VIII de la figure 2
- la figure 9 est une vue partielle, à échelle différente, de la figure 3
- la figure 10 montre schématiquement dans un plan transversal les déplacements en rotation d'une manivelle d'un vilebrequin de la figure 1
- la figure 11 est analogue à la figure 1 et correspond à une variante
- les figures 1 2 à 16 sont analogues aux figures 4 à 8 mais correspondent à la variante de la figure il
- la figure 17 est une vue analogue à la figure 1 montrant une autre variante
- la figure 18 est une vue analogue à la figure 1 montrant une autre variante
- la figure 19 montre schématiquement encore une autre variante à un seul piston
- les figures 20 et 21 montrent schématiquement encore une autre variante à un seul piston : sur la figure 20, le piston est montré en position basse ; sur la figure 21, qui est une vue schématique transversale par rapport à la figure 20, le piston est en position haute.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une chemise fixe 1 dans laquelle se déplacent deux pistons, un premier piston 10 et un deuxième piston 20 qui définissent entre eux, dans la chemise 1, une chambre à volume variable.
La bielle 13 du premier piston 10 est attelée à une manivelle 12 d'un premier vilebrequin 11.
La bielle 23 du deuxième piston 20 est attelée à une manivelle 22 d'un deuxième vilebrequin 21.
Les mouvements de rotation des deux vilebrequins 11 et 21 sont coordonnés par une liaison mécanique, ici par un train d'engrenages : le premier vilebrequin est solidaire en rotation d'une roue dentée 14 qui engrène avec une roue intermédiaire 2 qui engrène elle-même avec une roue dentée 24 solidaire en rotation du deuxième vilebrequin 21. Les roues 14 et 2 ont même diamètre ; la roue 24 a un diamètre qui est la moitié de celui des roues 14 et 2 : ainsi, les vilebrequins 1 1 et 21 tournent dans le même sens et la vitesse de rotation du deuxième vilebrequin 21 est double de la vitesse de rotation du premier vilebrequin 11.
La courbe représentative du déplacement de la face de travail du premier piston 10, qui borde la chambre à volume variable, en fonction de l'angle de rotation du vilebrequin 11, est globalement une sinusoïde : une telle courbe est, par exemple, la courbe 31 de la figure 2.
De même, la courbe représentative du déplacement de la face de travail du deuxième piston 20, qui borde la chambre à volume variable, en fonction de l'angle de rotation du vilebrequin 21, est globalement une sinusoïde, telle que la courbe 32 de la figure 2.
La liaison mécanique qui coordonne les mouvements de rotation des deux vilebrequins 11 et 21 est telle que dans une certaine position relative des pistons 10 et 20 ceux-ci sont tous deux dans leur position haute, par rapport à la figure 1 qui représente ladite position relative ; les faces de travail des pistons 10 et 20 sont, sur les courbes 31 et 32 de la figure 2, au droit de la ligne référencée IV.
Les figures 4 à 8 montrent schématiquement sur une même planche les positions relatives des pistons 10 et 20 qui correspondent aux lignes IV à VIII de la figure 2.
Les amplitudes des courbes 31 et 32 de la figure 2 sont égales aux longueurs des rayons des manivelles 12 et 22, respectivement ; dans l'exemple décrit, les pistons 10 et 20 ont des diamètres égaux ; dès lors, on peut considérer que les courbes 31 et 32 sont une représentation également des volumes déplacés par ces pistons 10 et 20 dans la chemise 1 dont le diamètre est égal à celui des pistons, au jeu de montage près ; ainsi donc,
I'écart entre les deux courbes 31 et 32, mesuré entre les points de même abscisse, représente le volume de la chambre à volume variable délimité par les deux pistons 31 et 32. En représentant graphiquement la différence entre les deux courbes 31 et 32, on obtient la courbe 40 de la figure 3 qui montre l'évolution du volume de ladite chambre.
I'écart entre les deux courbes 31 et 32, mesuré entre les points de même abscisse, représente le volume de la chambre à volume variable délimité par les deux pistons 31 et 32. En représentant graphiquement la différence entre les deux courbes 31 et 32, on obtient la courbe 40 de la figure 3 qui montre l'évolution du volume de ladite chambre.
Lorsque l'écart, évoqué ci-dessus, entre les deux courbes 31 et 32 est le plus faible, au droit par exemple des repères VI et VII, les pistons 1 O et 20 sont le plus proches l'un de l'autre et le volume de la chambre à volume variable est minimum et correspond à l'espace mort défini ci-dessus, de volume V0 sur les figures 6 et 7 ; bien entendu, si ce volume V0 était nul, les courbes 31 et 32 seraient tangentes en VI, VII et autres points équivalents.
En se reportant à la figure 9, qui est une vue partielle, à échelle différente, de la figure 3 montrant l'évolution du volume de la chambre à volume variable lorsque la manivelle 12 du vilebrequin 11 fait un tour complet de 360 degrés, on voit que ce volume croît puis décroît entre les points 41 et 43 en passant par un maximum en 42, ses valeurs étant V0 en 41 et 43, et Vl + V0 en 42, puis à nouveau croît et décroît entre les points 43 et 45 en passant par un maximum en 44, ses valeurs étant V0 en 43 et 45, et V2 + V0 en 44, V2 étant supérieur à V1 ; il suffit dès lors, pour atteindre le but de l'invention, de placer l'admission, du moteur équipé d'une telle chambre, entre les points 41 et 42, la compression entre les points 42 et 43, la détente entre les points 43 et 44, et l'échappement entre les points 44 et 45.
Bien entendu, chacune des phases est mise en oeuvre par l'ouverture d'un orifice, ou de plusieurs orifices, et interrompue par la fermeture de cet, ou de ces orifices : comme on le sait, au moins un orifice d'aspiration est prévu, faisant communiquer la chambre à volume variable avec la sortie d'un carburateur ou avec l'atmosphère si le moteur est à injection de carburant, et au moins un orifice d'échappement faisant communiquer la chambre à volume variable avec l'atmosphère.
La figure 10 montre schématiquement dans un plan transversal les déplacements en rotation de la manivelle 1 2 du vilebrequin 11 : les angles A,
C, D, E représentent les courses angulaires de la manivelle 12 au cours desquelles se produisent successivement les phases d'admission, compression, détente, échappement ; comme on le sait, il est d'usage de décaler les instants d'ouverture et fermeture des orifices d'admission et/ou d'échappement par rapport à ces plages angulaires pour améliorer le fonctionnement du moteur : avances ou retards d'ouverture ou de fermeture, avances d'allumage, prolongations d'injection....
C, D, E représentent les courses angulaires de la manivelle 12 au cours desquelles se produisent successivement les phases d'admission, compression, détente, échappement ; comme on le sait, il est d'usage de décaler les instants d'ouverture et fermeture des orifices d'admission et/ou d'échappement par rapport à ces plages angulaires pour améliorer le fonctionnement du moteur : avances ou retards d'ouverture ou de fermeture, avances d'allumage, prolongations d'injection....
Comme cela ressort des courbes 31 et 40 des figures 2 et 3, c'est à partir du vilebrequin 11 que sera assurée la distribution : commande des ouvertures et fermetures des orifices d'admission et échappement, instants d'allumage ou d'injection...
En se reportant à la figure 2, on voit que, au voisinage du repère VI, les pistons 10 et 20 se déplacent dans le même sens, d'abord en se rapprochant puis en s'éloignant l'un de l'autre : on prévoit avantageusement qu'au moment où les pistons 10 et 20 sont le plus proches l'un de l'autre, leurs vitesses sont égales et de même sens ; on montre de façon simple, en négligeant l'influence de l'inclinaison des bielles 13 et 23 sur la course des pistons 10 et 20 en fonctionnement et en supposant qu'il n'y a pas de décalages de distribution, qu'alors, en désignant par K le rapport des volumes déplacés par les deux pistons, ici le rapport des longueurs des manivelles 1 2 et 22, I'angle A (ou C) et K sont liés par une relation du genre K = 4 CosA.
En prenant un rapport K de l'ordre de 1,2, on voit que l'angle A, ou l'angle C, est de l'ordre de 72 degrés : ainsi, selon cet exemple, le couple est moteur pendant 30 pour cent du temps, alors que dans un moteur actuel le couple est moteur pendant un demi-tour sur deux tours, c'est-à-dire 25 pour cent du temps.
Comme on le sait, dans les moteurs actuels une meilleure régularité du couple moteur est obtenue en multipliant le nombre de cylindres ; il en est de même pour un moteur équipé d'une chambre selon l'invention; il est toutefois à remarquer que trois cylindres agencés selon l'invention donneront la même régularité de couple que quatre cylindres actuels, et six cylindres selon l'invention la même régularité que huit cylindres actuels.
Comme on le sait également, le rendement R d'un moteur est donné par une formule thermodynamique du genre
dans laquelle p est le taux volumétrique de détente, c'est-à-dire le volume après combustion avant détente rapporté au volume en fin de détente.
dans laquelle p est le taux volumétrique de détente, c'est-à-dire le volume après combustion avant détente rapporté au volume en fin de détente.
Dans un moteur actuel, le taux volumétrique de détente est égal au taux volumétrique de compression ; dans un moteur selon l'invention, le taux de détente P2 est lié au taux de compression Pi par une relation du genre
dans les conditions de calculs évoquées ci-dessus.
dans les conditions de calculs évoquées ci-dessus.
Ainsi, dans un moteur selon l'invention, le taux de détente est toujours un multiple du taux de compression, et donc son rendement sera toujours supérieur à celui d'un moteur classique.
Quelques exemples sont donnés dans le tableau ci-dessous où Ro est le rendement d'un moteur classique et R le rendement d'un moteur selon l'invention pour quelques valeurs de K, en fonction du taux de compression.
<tb>
<SEP> Taux <SEP> de <SEP> Ro <SEP> R, <SEP> K <SEP> = <SEP> 1 <SEP> R, <SEP> K <SEP> = <SEP> 1,5 <SEP> R, <SEP> K <SEP> = <SEP> 2
<tb> compression
<tb> <SEP> 7 <SEP> 0,44 <SEP> 0,58 <SEP> 0,64 <SEP> 0,70
<tb> <SEP> 10 <SEP> 0,50 <SEP> 0,62 <SEP> 0,68 <SEP> 0,73
<tb> <SEP> 20 <SEP> 0,59 <SEP> 0,69 <SEP> 0,74 <SEP> 0,79
<tb>
Comme on le voit, le rendement dans le cas de ces exemples est compris entre 58 pour cent, pour K = 1 et un taux de compression de 7, et 80 pour cent, pour K = 2 et un taux de compression de 20.
<tb> compression
<tb> <SEP> 7 <SEP> 0,44 <SEP> 0,58 <SEP> 0,64 <SEP> 0,70
<tb> <SEP> 10 <SEP> 0,50 <SEP> 0,62 <SEP> 0,68 <SEP> 0,73
<tb> <SEP> 20 <SEP> 0,59 <SEP> 0,69 <SEP> 0,74 <SEP> 0,79
<tb>
Comme on le voit, le rendement dans le cas de ces exemples est compris entre 58 pour cent, pour K = 1 et un taux de compression de 7, et 80 pour cent, pour K = 2 et un taux de compression de 20.
Le rapport K devra être choisi en fonction des applications ; en effet, plus K est grand, plus le rendement est élevé mais plus la masse du moteur est également élevée et plus le volume absorbé est faible.
Pour une installation fixe, par exemple une centrale électrique équipée d'un moteur Diesel, on choisira un rendement élevé qui conduit à une faible consommation de carburant dont dépend le prix de revient des Kilowatts produits. K sera par exemple compris entre 1,5 et 1,8, compte tenu des pertes mécaniques supplémentaires dues à l'accroissement des dimensions géométriques.
Pour une installation mobile, K pourra être compris entre 1 et 1,8.
Ainsi, pour un moteur de véhicule automobile, le poids et l'encombrement du moteur sont à prendre en considération, ainsi que le kilométrage moyen, le prix de revient kilométrique...; K sera avantageusement choisi entre 1 et 1,25. Pour un cargo de haute mer, en choisissant K compris entre 1,25 et 1,8, on limitera sa consommation de carburant ; il en est de même pour un avion à grand rayon d'action.
Pour des appareils portatifs, tels que scie, tronçonneuse et autres, la puissance massique est un facteur prépondérant: on pourra choisir K égal à 1, ou inférieur à 1.
La figure il montre une variante selon laquelle les vilebrequins 11 et 21 tournent toujours à des vitesses qui sont dans le rapport deux mais ici en sens contraire l'un de l'autre ; pour ce faire, la roue dentée 114 liée au vilebrequin 11 est reliée cinématiquement à une roue 124 liée au vilebrequin 21 par l'intermédiaire de deux roues 3, ici de même diamètre que celui de la roue 114.
Le fonctionnement est identique à celui décrit à propos de la figure 1 et toutes les remarques précédentes s'y appliquent ; d'ailleurs, les courbes des figures 2 et 3 appliquées à la disposition de cette variante de la figure 11 sont identiques, et les figures 12 à 16 représentent les positions relatives des pistons de cette variante respectivement au droit des repères IV à VIII de la figure 2.
Selon les deux variantes qui viennent d'être décrites, les deux pistons 10 et 20 ont même diamètre et se déplacent dans une chemise 1 fixe.
Selon une autre variante, illustrée par la figure 17, I'un des pistons, ici le piston 20, est remplacé par un cylindre borgne 120, attelé à la bielle 23, dans lequel se déplace le premier piston 10 ; un guide 3 assure le déplacement en translation du cylindre borgne 120.
Les deux pistons 10 et 20 peuvent également avoir des diamètres différents, comme le montre la figure 18, la chemise 1 étant étagée ; dans ce cas, le rapport K ci-dessus est corrigé par le rapport des sections des pistons : ainsi, le rapport K est alors le produit du rapport des longueurs des manivelles 12 et 22 et du rapport des carrés des diamètres des pistons toutes les autres choses sont égales par ailleurs.
La variation du volume de la chambre à volume variable selon l'invention peut être obtenue également lorsqu'elle est définie dans un cylindre borgne classique dans lequel se déplace un piston ; ainsi, en se reportant à la figure 19, on voit un cylindre borgne fixe 51 dans lequel se déplace un piston 50 ; ici les bielles 1 3 et 23 agissent sur le piston 50 par l'intermédiaire d'un levier 52 ; plus précisément, les bielles i 3 et 23 sont articulées aux extrémités du levier 52, lui-même articulé par sa partie médiane sur une tige 53 reliée au piston 50 et guidée en 54 dans son mouvement de translation qui accompagne celui du piston 50 ; bien entendu, compte tenu de la présence du levier 52 qui réduit la course fournie par les manivelles 12 et 22 pratiquement de moitié, celles-ci auront une longueur double, par rapport aux solutions précédentes, pour des variations identiques du volume de la chambre.
Une autre solution utilisant un cylindre borgne fixe 51 dans lequel se déplace un piston 50 est montrée sur les figures 20 et 21.
Sur la figure 20, le piston 50 est montré en position basse ; sur la figure 21, qui est une vue schématique transversale par rapport à la figure 20, le piston 50 est en position haute.
Ici, seul le vilebrequin 21 et sa manivelle 22 ont été conservés ; I'autre manivelle est une manivelle 112 voltigeuse articulée d'un côté en bout de la manivelle 22 et de l'autre côté en 111 en bout d'une bielle 1 1 3 articulée par ailleurs sur le piston 50. Ainsi, les courses fournies par les manivelles 22 et 112 sont ajoutées sur la bielle 113. La manivelle voltigeuse 112 tourne à une vitesse double de celle du vilebrequin 22 ; pour ce faire, on peut prévoir par exemple une couronne fixe dentée intérieurement, non représentée, qui est centrée sur l'axe du vilebrequin 21, et qui engrène avec une roue dentée extérieurement portée par la manivelle 112, également non représentée, qui est centrée sur l'axe 111 et dont le diamètre est les deux tiers du diamètre de ladite couronne dentée intérieurement. Cette variante est bien adaptée pour la réalisation d'un moteur ayant trois cylindres disposés en étoile autour de l'axe du vilebrequin 21, régulièrement répartis circonférentiellement, à 1 200 l'un de l'autre, les trois bielles 113 des trois pistons étant toutes les trois articulées en 111 sur la manivelle voltigeuse 112.
Claims (18)
1. Chambre à volume variable, pour moteur alternatif à combustion interne, dont le volume est limité par au moins une paroi mobile et varie cycliquement, caractérisée par le fait que, au cours d'un cycle, le volume varie, dans une première partie du cycle, depuis une valeur minimale VO jusqu'à un premier maximum V1 pour retomber à sa valeur minimale VO et, dans la seconde partie de ce cycle, depuis sa valeur minimale VO jusqu'à un second maximume V2 pour retomber à sa valeur minimale VO, le second maximum V2 étant supérieur au premier maximum V1.
2. Chambre à volume variable selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la paroi mobile est la face de travail d'un piston (10, 50) se déplaçant dans un cylindre borgne (120, 51).
3. Chambre à volume variable selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le cylindre borgne (51) est fixe.
4. Chambre à volume variable selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le cylindre borgne (120) est mobile également.
5. Chambre à volume variable selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le volume est limité par deux parois mobiles constituées chacune par la face de travail d'un piston (10, 20) se déplaçant dans une chemise fixe (1).
6. Chambre à volume variable selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les deux pistons (10, 20) sont de même diamètre.
7. Chambre à volume variable selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les deux pistons (10, 20) ont des diamètres différents.
8. Chambre à volume variable selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée par le fait qu'un premier piston (10) est associé à une bielle (13) attelée à une manivelle (12) d'un premier vilebrequin (11), un deuxième piston (20) est associé à une bielle (23) attelée à une manivelle (22) d'un deuxième vilebrequin (21), les deux vilebrequins (11, 21) ayant leurs mouvements de rotation coordonnés par une liaison mécanique (2, 3) et leurs vitesses de rotation étant dans le rapport deux.
9. Chambre à volume variable selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le piston (10) est associé à une bielle (13) attelée à une manivelle (12) d'un premier vilebrequin (11), le cylindre borgne (120) est associé à une bielle (23) attelée à une manivelle (22) d'un deuxième vilebrequin (21), les deux vilebrequins (11, 21) ayant leurs mouvements de rotation coordonnés par une liaison mécanique (2, 3) et leurs vitesses de rotation étant dans le rapport deux, le cylindre (120) étant guidé en translation.
10. Chambre à volume variable selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée par le fait que les vilebrequins (11, 21) tournent dans le même sens.
11. Chambre à volume variable selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée par le fait que les vilebrequins (11, 21) tournent en sens contraire.
1 2. Chambre à volume variable selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée par le fait que la liaison mécanique (2, 3) qui coordonne les mouvements de rotation des vilebrequins (11, 21) est telle que dans une certaine position relative des pistons (10, 20) ceux-ci sont tous deux en position haute.
13. Chambre à volume variable selon la revendication 3, caractérisée par le fait que deux bielles (13, 23) associées chacune à une manivelle (12, 22) d'un vilebrequin (11, 21), les deux vilebrequins (11, 21) ayant leurs mouvements de rotation coordonnés par une liaison mécanique (2, 3) et leurs vitesses de rotation étant dans le rapport deux, les deux bielles (13, 23) agissant sur le piston (50) par l'intermédiaire d'un levier ( 52) lui-même articulé par sa partie médiane sur une tige (53) reliée au piston (50) et guidée en translation.
14. Chambre à volume variable selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisée par le fait que, si l'on désigne par K le rapport des longueurs des manivelles (12, 22), corrigé du rapport des carrés des diamètres de deux pistons (10, 20) s'il y en a, la première partie du cycle s'étendant sur un angle de rotation de 2A du vilebrequin (11) dont la vitesse de rotation est la plus faible, moitié de celle de l'autre vilebrequin (21), la valeur dudit angle de rotation 2A est définie par la relation K = 4 Cos A.
15. Chambre à volume variable selon la revendication 14, caractérisée par le fait que K est compris entre 0,7 et 1,8.
16. Chambre à volume variable selon la revendication 15, caractérisée par le fait que K est compris entre 0,8 et 1,5.
17. Chambre à volume variable selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le piston (50) porte à articulation une bielle (113) articulée par ailleurs en bout d'une manivelle voltigeuse (112) elle-même articulée en bout d'une manivelle (22) d'un vilebrequin (21).
1 8. Chambre à volume variable selon la revendication 17, caractérisée par le fait que, si l'on désigne par K le rapport des longueurs des manivelles (112, 22), la première partie du cycle s'étendant sur un angle de rotation de 2A du vilebrequin (21), la valeur dudit angle de rotation 2A est définie par la relation K = 4 Cos A.
19. Chambre à volume variable selon la revendication 18, caractérisée par le fait que K est compris entre 0,7 et 1,8.
20. Moteur alternatif à combustion interne comportant au moins une chambre de combustion à volume variable, caractérisé par le fait que ladite chambre a les caractéristiques de la chambre selon l'une des revendications 1 à 19, le moteur étant agencé en sorte que ses différentes phases de fonctionnement, admission, compression, détente, échappement, prennent place lors de, respectivement, la première moitié de la première partie dudit cycle, la deuxième moitié de cette première partie, la première moitié de la seconde partie dudit cycle et la deuxième moitié de cette seconde partie.
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1997
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| CN103321743B (zh) * | 2013-06-28 | 2015-12-23 | 李继光 | 内燃发动机 |
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