FR2788306A1

FR2788306A1 - Two- or four-stroke i.c. engine incorporates piston compressor connected to crankshaft by arm and cam giving 90-degree difference in engine and compressor piston phases

Info

Publication number: FR2788306A1
Application number: FR9900093A
Authority: FR
Inventors: Daniel Drecq
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-07
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2019-01-07
Also published as: FR2788306B1

Abstract

The engine has at least one cylinder with a combustion chamber and a piston (4) connected by a rod (7) to a crankshaft (9). Each cylinder is supercharged with air or a combustible mixture by a compressor (14) with at least one stage containing a piston (112). The compressor piston is connected to the crankshaft (9) by an arm (11) pivoted to a cam (10) mounted on the crankshaft so that there is a 90-degree difference in the engine and compressor piston phases.

Description

MOTEUR COMPRESSÉ A COMBUSTION INTERNE A DEUXCOMPRESSED TWIN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

TEMPS La présente invention concerne un moteur compressé à combustion interne à deux temps, comportant un ou plusieurs cylindres, et fonctionnant par admission de mélange carburé ou par The present invention relates to a compressed two-stroke internal combustion engine, comprising one or more cylinders, and operating by admitting fuel mixture or by

admission d'air frais avec injection directe ou indirecte de carburant. fresh air intake with direct or indirect fuel injection.

L'invention s'applique aussi bien au moteur à essence équipé de bougies d'allumage, qu'au moteur diesel dont l'allumage est obtenu par compression. Bien que l'invention soit décrite dans la suite plus particulièrement en référence à un moteur monocylindre, qui est bien adapté pour toutes les applications des petits moteurs industriels destinés à la motoculture, aux outils de jardin, aux tondeuses à gazon, aux tronçonneuses, aux débroussailleuses ou analogues, l'invention n'y est nullement limitée et elle s'applique également au moteur à plusieurs cylindres, en ligne ou en V. On connaît déjà un moteur monocylindre à deux temps qui fonctionne par aspiration naturelle dans le cylindre d'un mélange carburé qui transite par le carter du cylindre. Ce moteur comporte une canalisation d'admission du mélange air/carburant et une canalisation d'échappement des gaz brûlés, qui débouchent toutes les deux par des lumières en partie basse du cylindre, au voisinage du Point Mort Bas (PMB). Le mélange carburé provenant du carburateur est aspiré dans le carter au travers d'un clapet, lors de la phase ascendante du piston qui engendre une dépression dans le carter, puis est refoulé vers le cylindre, lors de la phase descendante du piston engendrant une surpression dans le carter. Lors de la phase descendante du piston, les lumières d'admission du mélange s'ouvrent sensiblement en même temps que les lumières d'échappement, de sorte qu'environ 20 % du mélange est directement évacué vers l'échappement, ce qui provoque une consommation élevée en carburant et une forte pollution atmosphérique. L'avantage principal de ce moteur est son faible coût, mais les nouvelles normes antipollution condamnent, à terme, ce type The invention applies equally well to a gasoline engine fitted with spark plugs, as to a diesel engine whose ignition is obtained by compression. Although the invention will be described hereinafter more particularly with reference to a single-cylinder engine, which is well suited for all applications of small industrial engines intended for cultivating crops, garden tools, lawn mowers, chainsaws, brush cutters or the like, the invention is in no way limited thereto and it also applies to an engine with several cylinders, in line or in V. A single-cylinder two-stroke engine is already known which operates by natural aspiration in the cylinder. a fuel mixture which passes through the cylinder housing. This engine has an air / fuel mixture intake pipe and a burnt gas exhaust pipe, both of which open through lights in the lower part of the cylinder, in the vicinity of the bottom dead center (PMB). The fuel mixture coming from the carburetor is sucked into the crankcase through a valve, during the ascending phase of the piston which generates a depression in the crankcase, then is discharged towards the cylinder, during the descending phase of the piston generating a pressure in the housing. During the downward phase of the piston, the intake ports of the mixture open substantially at the same time as the exhaust ports, so that approximately 20% of the mixture is directly discharged towards the exhaust, which causes a high fuel consumption and high air pollution. The main advantage of this engine is its low cost, but the new emission standards eventually condemn this type

de moteur.engine.

Un autre moteur connu est du type à balayage en boucle, qui fonctionne avec un compresseur volumétrique, par exemple du type Roots, pour faciliter l'introduction du mélange carburé dans le cylindre et engendrer une suralimentation à basse pression. Ce moteur comporte également une canalisation d'admission du mélange et une canalisation d'échappement, les canalisations débouchant toutes les deux par des lumières en partie basse du cylindre. Dans ce moteur, le mélange carburé est admis dans le cylindre à partir du compresseur, avec une orientation telle que le mélange subisse un mouvement de rotation ascendant en boucle, à la manière d'un looping, dans le cylindre, pendant que les gaz brûlés du cycle précédent sont évacués par les 0o lumières d'échappement. L'agencement particulier des lumières d'admission et d'échappement permet de ne pas envoyer directement vers l'échappement une partie du mélange admis, ce qui réduit à la fois Another known motor is of the loop scanning type, which operates with a positive displacement compressor, for example of the Roots type, to facilitate the introduction of the fuel mixture into the cylinder and to generate a supercharging at low pressure. This engine also includes a mixture intake pipe and an exhaust pipe, the pipes both emerging through lights in the lower part of the cylinder. In this engine, the fuel mixture is admitted into the cylinder from the compressor, with an orientation such that the mixture undergoes an upward rotational movement in a loop, like a looping, in the cylinder, while the burnt gases from the previous cycle are evacuated by the 0o exhaust lights. The particular arrangement of the intake and exhaust ports makes it possible not to send part of the admitted mixture directly to the exhaust, which reduces both

la consommation et la pollution de l'environnement. consumption and environmental pollution.

Encore un autre moteur connu est du type "uniflow" qui fonctionne également avec un compresseur volumétrique. Ce moteur comporte une canalisation d'admission reliée en amont au compresseur et en aval à une couronne d'admission qui débouche par une pluralité de lumières en partie basse du cylindre, avec une orientation telle que le mélange soit introduit avec un mouvement de rotation important. Les gaz brûlés sont évacués en partie haute du cylindre à travers une ou plusieurs soupapes d'échappement. Ce type de moteur permet de contrôler le remplissage du cylindre et le recyclage éventuel des gaz brûlés, pour obtenir une combustion moins polluante. Par ailleurs, lorsque ce type de moteur fonctionne en diesel, l'introduction de l'air en partie basse du cylindre permet d'obtenir un très fort mouvement de Yet another known motor is of the "uniflow" type which also works with a positive displacement compressor. This engine comprises an intake pipe connected upstream to the compressor and downstream to an intake ring which opens out through a plurality of lights in the lower part of the cylinder, with an orientation such that the mixture is introduced with a significant rotational movement. . The burnt gases are evacuated in the upper part of the cylinder through one or more exhaust valves. This type of engine makes it possible to control the filling of the cylinder and the possible recycling of the burnt gases, in order to obtain less polluting combustion. Furthermore, when this type of engine runs on diesel, the introduction of air in the lower part of the cylinder makes it possible to obtain a very strong movement of

rotation de l'air, ce qui est nécessaire pour obtenir un bon rendement. air rotation, which is necessary for good performance.

Ce moteur permet de consommer encore moins de carburant que le moteur à balayage en boucle et permet également de réduire les This motor consumes even less fuel than the loop sweep motor and also reduces

émissions polluantes vers l'extérieur. polluting emissions to the outside.

Toutefois, ces deux derniers types de moteur ont un coût bien supérieur au moteur à transfert par le carter, car ils comportent plus d'organes, notamment le compresseur, et en outre, pour le moteur uniflow, une commande de soupape. En outre, les compresseurs de type Roots ont un faible rendement, par exemple un moteur monocylindre à deux temps ayant une cylindrée d'un litre et une However, these last two types of engine have a cost much higher than the crankcase transfer engine, since they comprise more components, in particular the compressor, and in addition, for the uniflow engine, a valve control. In addition, Roots type compressors have a low efficiency, for example a two-stroke single-cylinder engine having a displacement of one liter and a

puissance de 55kW, consommera 17kW pour entraîner le compresseur. 55kW power, will consume 17kW to drive the compressor.

Au surplus, un compresseur Roots ne fonctionne pas au-delà d'une In addition, a Roots compressor does not work beyond a

pression supérieure à 1,2 bars.pressure greater than 1.2 bars.

On connaît enfin le moteur à soupapes d'échappement et d'admission, qui permet d'obtenir les plus faibles consommations et les émissions polluantes les plus réduites, mais ce moteur est également le plus coûteux car il nécessite de commander à la fois les soupapes d'échappement et d'admission. Le rendement de ce moteur est meilleur car la commande de l'ouverture et de la fermeture des soupapes par des organes extérieurs au cylindre, permet d'utiliser toute la course du piston, alors qu'avec les moteurs précédents o l'admission s'effectue par des lumières, une partie de la course de compression et de la course Finally, the engine with exhaust and intake valves is known, which makes it possible to obtain the lowest consumption and the lowest polluting emissions, but this engine is also the most expensive because it requires controlling both the valves. exhaust and intake. The efficiency of this engine is better because the control of the opening and closing of the valves by organs external to the cylinder, makes it possible to use the entire stroke of the piston, whereas with the previous engines where the intake is performed by lights, part of the compression stroke and the stroke

de détente est perdue.relaxation is lost.

Le but de l'invention est de proposer un moteur compressé à combustion interne à deux temps, par exemple du type à balayage en boucle, uniflow ou à soupapes, qui permette d'améliorer le rendement The object of the invention is to propose a compressed two-stroke internal combustion engine, for example of the loop scanning, uniflow or valve type, which makes it possible to improve the efficiency.

et de réduire les émissions polluantes. and reduce polluting emissions.

A cet effet, l'invention a pour objet un moteur à combustion interne à deux temps, fonctionnant par admission de mélange carburé ou par admission d'air frais avec injection directe ou indirecte de carburant, le moteur comportant au moins un cylindre définissant une chambre de combustion à volume variable, dans laquelle se déplace alternativement un piston de moteur qui est attelé par une bielle au maneton d'un vilebrequin, et un compresseur associé à chaque cylindre pour obtenir une suralimentation du cylindre en mélange carburé ou en air frais, caractérisé par le fait que ledit compresseur est un compresseur comportant au moins un étage, dans la chambre de compression duquel se déplace un piston de compresseur, qui est attelé au vilebrequin par une biellette articulée sur un excentrique, ledit To this end, the subject of the invention is a two-stroke internal combustion engine, operating by admitting fuel mixture or by admitting fresh air with direct or indirect fuel injection, the engine comprising at least one cylinder defining a chamber. combustion chamber with variable volume, in which an engine piston moves alternately which is coupled by a crankshaft connecting rod to a crankshaft, and a compressor associated with each cylinder in order to obtain a supercharging of the cylinder with fuel mixture or with fresh air, characterized by the fact that said compressor is a compressor comprising at least one stage, in the compression chamber of which a compressor piston moves, which is coupled to the crankshaft by a rod articulated on an eccentric, said

excentrique étant monté sur l'arbre dudit vilebrequin. eccentric being mounted on the shaft of said crankshaft.

De préférence, l'angle du dièdre, dont l'arête est formée par l'axe du vilebrequin et dont les deux demi-plans s'étendent respectivement vers l'excentrique et le maneton, est de l'ordre de 90 pour obtenir un déphasage entre les points morts hauts (PMH) du piston de moteur et du piston de compresseur associés au même cylindre, déphasage qui assure une pression maximale dans la chambre de compression avant l'admission du mélange carburé ou de l'air frais Preferably, the angle of the dihedron, the edge of which is formed by the axis of the crankshaft and the two half-planes of which extend respectively towards the eccentric and the crankpin, is of the order of 90 to obtain a phase shift between the top dead center (TDC) of the engine piston and the compressor piston associated with the same cylinder, phase shift which ensures maximum pressure in the compression chamber before admitting the fuel mixture or fresh air

dans la chambre de combustion.in the combustion chamber.

Dans ce cas, lorsque l'étage de la chambre de compression, qui communique directement avec le cylindre, est situé entre le piston de compresseur et le vilebrequin, le maneton est déphasé en avance par rapport à l'excentrique dans le sens de rotation du vilebrequin, et inversement, lorsque l'étage précité est situé du côté du piston de compresseur opposé au vilebrequin, l'excentrique est déphasé en In this case, when the stage of the compression chamber, which communicates directly with the cylinder, is located between the compressor piston and the crankshaft, the crankpin is out of phase with respect to the eccentric in the direction of rotation of the crankshaft, and conversely, when the aforementioned stage is located on the side of the compressor piston opposite the crankshaft, the eccentric is out of phase

avance par rapport au maneton dans le sens de rotation du vilebrequin. advance relative to the crankpin in the direction of rotation of the crankshaft.

Avantageusement, la cylindrée du compresseur est de l'ordre de grandeur de celle du cylindre, mais avec un piston de compresseur ayant un diamètre nettement supérieur au diamètre du piston de moteur, pour obtenir une faible course de compression du piston de Advantageously, the displacement of the compressor is of the order of magnitude of that of the cylinder, but with a compressor piston having a diameter significantly greater than the diameter of the engine piston, in order to obtain a small compression stroke of the piston.

compresseur dans la chambre de compression. compressor in the compression chamber.

Dans une forme de réalisation particulière, le piston de compresseur est rigidement fixé en son centre à la biellette de liaison avec l'excentrique, de sorte que le piston de compresseur se déplace dans la chambre de compression par basculement alternatif autour des parties inférieure et supérieure de la chambre de compression, l'axe du compresseur étant décalé, dans la direction de l'axe du vilebrequin, par rapport à l'axe du cylindre. Dans ce cas, le piston de compresseur peut comporter à sa périphérie une bordure sphérique munie d'un segment d'étanchéité sphérique qui est de préférence immobile en rotation par rapport au piston de compresseur, dans une position telle que la fente du segment ne soit pas placée en partie basse du compresseur, pour limiter la consommation d'huile et en conséquence, la pollution de l'environnement. Dans une autre forme de réalisation, le piston de compresseur est solidaire en son centre d'une tige articulée à la biellette de liaison avec l'excentrique, ladite tige étant guidée en translation dans une direction qui intersecte l'axe du cylindre. Dans une première variante, le piston de compresseur est une membrane déformable reliée à sa périphérie à la paroi latérale de la chambre de compression, ladite membrane comportant, de préférence, une ondulation à sa périphérie pour faciliter sa déformation. Dans une deuxième variante, le piston de compresseur est un cylindre rigide déplaçable en translation axiale et muni à sa In a particular embodiment, the compressor piston is rigidly fixed in its center to the connecting rod with the eccentric, so that the compressor piston moves in the compression chamber by alternating tilting around the lower and upper parts from the compression chamber, the axis of the compressor being offset, in the direction of the axis of the crankshaft, relative to the axis of the cylinder. In this case, the compressor piston may have at its periphery a spherical edge provided with a spherical sealing segment which is preferably stationary in rotation relative to the compressor piston, in a position such that the slot of the segment is not not placed in the lower part of the compressor, to limit oil consumption and therefore environmental pollution. In another embodiment, the compressor piston is integral in its center with a rod articulated to the connecting rod with the eccentric, said rod being guided in translation in a direction which intersects the axis of the cylinder. In a first variant, the compressor piston is a deformable membrane connected at its periphery to the side wall of the compression chamber, said membrane preferably comprising a corrugation at its periphery to facilitate its deformation. In a second variant, the compressor piston is a rigid cylinder displaceable in axial translation and provided at its

périphérie d'au moins un segment d'étanchéité. periphery of at least one sealing segment.

Cette deuxième forme de réalisation est avantageuse en ce qu'elle ne présente aucun risque de passage d'huile entre le carter et la chambre de compression du compresseur, car il est possible de disposer un joint d'étanchéité ou un soufflet d'étanchéité sur la tige du piston de compresseur. Dans un mode de réalisation particulier, la chambre de compression est à deux étages situés de part et d'autre du piston de io compresseur, un premier étage étant alimenté en mélange carburé ou en air frais par un premier clapet anti-retour ou une soupape, et relié par une tubulure de refoulement munie d'un deuxième clapet anti-retour ou une soupape, au deuxième étage qui communique avec le cylindre par une tubulure d'admission éventuellement munie d'un troisième clapet antiretour ou une soupape. L'utilisation d'un compresseur à deux étages permet d'obtenir une pression de suralimentation supérieure dans le cylindre. Toutefois, dans ce cas, le rapport volumétrique du cylindre pourra être diminué de façon à ne pas atteindre une pression maximale de combustion qui soit incompatible avec la résistance mécanique du cylindre. Le moteur équipé de ce compresseur bi-étages fonctionnera de manière analogue au système de suralimentation connu de type hyperbar. Le moteur de l'invention peut également être équipé d'un dispositif de récupération de l'énergie des bouffées d'échappement et de recirculation partielle de gaz d'échappement en prévoyant un volume additionnel communiquant avec le cylindre à travers des moyens d'obturation et d'ouverture, dont les mouvements sont commandés de façon synchrone ou déphasable avec ceux du piston de moteur dans le cylindre, de façon que, lors de la phase de détente, les gaz brûlés compriment l'air se trouvant dans le volume additionnel en y pénétrant au moins partiellement, que ce mélange air et gaz brûlés y soit piégé sous pression, puis que ce mélange soit admis dans le cylindre lors de This second embodiment is advantageous in that it presents no risk of oil passing between the casing and the compression chamber of the compressor, since it is possible to have a seal or a bellows seal on the compressor piston rod. In a particular embodiment, the compression chamber is in two stages situated on either side of the piston of the compressor, a first stage being supplied with fuel mixture or with fresh air by a first non-return valve or a valve. , and connected by a discharge pipe provided with a second non-return valve or a valve, to the second stage which communicates with the cylinder by an intake pipe optionally provided with a third non-return valve or a valve. The use of a two-stage compressor makes it possible to obtain a higher boost pressure in the cylinder. However, in this case, the volumetric ratio of the cylinder may be reduced so as not to reach a maximum combustion pressure which is incompatible with the mechanical strength of the cylinder. The engine equipped with this two-stage compressor will operate in a similar manner to the known supercharging system of the hyperbar type. The engine of the invention can also be equipped with a device for recovering the energy from exhaust puffs and for partial recirculation of exhaust gas by providing an additional volume communicating with the cylinder through shutter means. and opening, whose movements are controlled synchronously or phase shifted with those of the engine piston in the cylinder, so that, during the expansion phase, the burnt gases compress the air in the additional volume in penetrating therein at least partially, let this mixture of air and burnt gases be trapped therein under pressure, then let this mixture be admitted into the cylinder during

la phase de compression.the compression phase.

Avantageusement, après que le mélange air et gaz brûlés préalablement piégé dans le volume additionnel, ait été admis dans le cylindre, ledit volume additionnel est à nouveau rempli d'air frais en Advantageously, after the mixture of air and burnt gases previously trapped in the additional volume has been admitted into the cylinder, said additional volume is again filled with fresh air in

provenance du compresseur.from the compressor.

Selon une autre caractéristique, les moyens d'obturation et d'ouverture précités comportent deux obturateurs rotatifs, par exemple des boisseaux tournants à plusieurs voies, reliés entre eux par le volume additionnel, l'un des obturateurs étant associé au compresseur According to another characteristic, the aforementioned closing and opening means comprise two rotary shutters, for example rotary plugs with several channels, interconnected by the additional volume, one of the shutters being associated with the compressor

et l'autre obturateur à l'échappement du cylindre. and the other shutter at the cylinder exhaust.

De préférence, les deux obturateurs rotatifs sont agencés de façon que se produisent les opérations suivantes: dans un premier 0o temps, lorsque le piston de moteur est au voisinage de son PMH, un flux d'air en provenance du compresseur traverse l'obturateur inférieur associé au compresseur, balaye le volume additionnel, traverse l'obturateur supérieur associé à l'échappement et s'échappe vers l'extérieur par un collecteur d'échappement; dans un deuxième temps, à partir d'environ la moitié de la course de détente du piston de moteur, d'une part, l'obturateur supérieur met en communication le cylindre avec le volume additionnel pour le remplir d'un mélange air et gaz brûlés sous pression, et d'autre part, le cylindre communique avec l'échappement; dans un troisième temps, l'obturateur supérieur piège le mélange air et gaz brûlés dans le volume additionnel; dans un quatrième temps, l'air en provenance du compresseur est admis dans le cylindre, et dans un cinquième temps, au début de la course de compression du piston de moteur, le mélange piégé et sous pression est Preferably, the two rotary shutters are arranged so that the following operations take place: firstly, when the engine piston is in the vicinity of its TDC, a flow of air from the compressor passes through the lower shutter associated with the compressor, sweeps the additional volume, crosses the upper shutter associated with the exhaust and escapes to the outside via an exhaust manifold; secondly, from about half of the expansion stroke of the engine piston, on the one hand, the upper shutter puts the cylinder in communication with the additional volume to fill it with an air and gas mixture burned under pressure, and on the other hand, the cylinder communicates with the exhaust; thirdly, the upper shutter traps the air and burnt gas mixture in the additional volume; in a fourth step, the air coming from the compressor is admitted into the cylinder, and in a fifth step, at the start of the compression stroke of the engine piston, the trapped and pressurized mixture is

admis dans le cylindre.admitted into the cylinder.

Dans une première variante, l'obturateur supérieur est associé à au moins une soupape d'échappement située au sommet du cylindre et l'obturateur inférieur est relié au cylindre par une canalisation disposée en partie basse du cylindre, de sorte que le volume additionnel soit mis sous pression par son extrémité supérieure au moyen des gaz brûlés provenant de la soupape d'échappement à travers l'obturateur supérieur, et soit vidé dans le cylindre par son extrémité inférieure à In a first variant, the upper shutter is associated with at least one exhaust valve located at the top of the cylinder and the lower shutter is connected to the cylinder by a pipe arranged in the lower part of the cylinder, so that the additional volume is pressurized by its upper end by means of the burnt gases coming from the exhaust valve through the upper shutter, and is emptied into the cylinder by its lower end at

travers l'obturateur inférieur.through the lower shutter.

Dans une deuxième variante, l'obturateur supérieur est relié au cylindre par une canalisation disposée en partie basse du cylindre et l'obturateur inférieur est intercalé sur la canalisation de refoulement entre les deux étages du compresseur, de sorte que le volume additionnel soit mis sous pression au moyen des gaz brûlés provenant du cylindre à travers l'obturateur supérieur et soit vidé dans le cylindre In a second variant, the upper shutter is connected to the cylinder by a pipe arranged in the lower part of the cylinder and the lower shutter is interposed on the discharge pipe between the two stages of the compressor, so that the additional volume is put under pressure by means of the burnt gases coming from the cylinder through the upper shutter and is emptied into the cylinder

par la canalisation reliée à l'obturateur supérieur. by the pipe connected to the upper shutter.

Avantageusement, la canalisation d'admission vers le cylindre et/ou la canalisation de refoulement du compresseur bi-étages est Advantageously, the intake pipe to the cylinder and / or the discharge pipe of the two-stage compressor is

refroidie par tous moyens appropriés. cooled by any appropriate means.

Le moteur peut être du type à balayage en boucle, dans lequel le mélange carburé ou l'air frais est admis à partir du compresseur par une tubulure d'admission débouchant par des lumières en partie basse ]o du cylindre avec une orientation telle que le mélange ou l'air soit introduit avec un mouvement de rotation ascendant en boucle, pendant que les gaz brûlés du cycle précédent sont évacués par des lumières The engine can be of the loop scanning type, in which the fuel mixture or the fresh air is admitted from the compressor by an intake manifold opening through lights in the lower part of the cylinder with an orientation such that the mixture or the air is introduced with an upward rotational movement in a loop, while the burnt gases from the previous cycle are evacuated by lights

d'échappement disposées également en partie basse du cylindre. exhaust also arranged in the lower part of the cylinder.

Le moteur peut encore être du type uniflow, dans lequel le mélange carburé ou l'air est admis en partie basse du cylindre à travers des lumières d'admission réparties à la base du cylindre et alimentées par une couronne elle-même reliée au compresseur, alors que les gaz brûlés du cycle précédent sont évacués à travers une ou plusieurs The engine can also be of the uniflow type, in which the fuel mixture or the air is admitted in the lower part of the cylinder through intake ports distributed at the base of the cylinder and supplied by a crown itself connected to the compressor, while the gases burned from the previous cycle are discharged through one or more

soupapes d'échappement prévues au sommet du cylindre. exhaust valves provided at the top of the cylinder.

Enfin, le moteur peut être du type à soupapes d'échappement et d'admission, dans lequel les soupapes sont situées au sommet du cylindre et la ou les soupapes d'admission sont alimentées par le compresseur. L'invention s'applique également à un moteur du type à plusieurs cylindres en ligne, dans lequel les compresseurs associés à chaque cylindre sont disposés alternativement sur chaque face du carter cylindre. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, plusieurs modes de réalisation représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure I est une vue schématique en coupe verticale d'un premier mode de réalisation du moteur de l'invention, du type à balayage en boucle, à compresseur mono-étage et à piston de compresseur basculant avec un agrandissement partiel de ce dernier; - les figures 2A à 2D sont des vues partielles analogues à la figure 1 et en coupe verticale suivant la ligne II sur la figure 3, représentant respectivement le piston de moteur à son PMH, en cours de détente, à son PMB et en cours de compression; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III de la figure 2A; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1, mais suivant une variante dans laquelle le piston de compresseur est à déplacement linéaire, avec un agrandissement partiel de ce dernier; - les figures 5A à 5D sont des vues analogues aux figures 2A à 2D et en coupe verticale suivant la ligne V sur la figure 6A, mais représentant une autre variante, dans laquelle le piston de compresseur est une membrane déformable et le cylindre est équipé d'une bougie d'allumage; - les figures 6A à 6D sont des vues en coupe suivant la ligne VI des figures 5A à 5D respectivement, avec un agrandissement partiel de ladite membrane sur la figure 6A; - la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII de la figure A; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 4, mais représentant un moteur à compresseur bi-étages; - la figure 9 est une vue analogue à la figure 8, mais représentant le moteur équipé, en outre, d'un système de recirculation partielle des gaz d'échappement; - les figures 10 et 1 1 sont des vues analogues respectivement aux figures 1 et 4, mais représentent un deuxième mode de réalisation du moteur de l'invention du type uniflow; - la figure 12 est une vue analogue à la figure 11, mais représentant le moteur équipé d'un compresseur bi-étages; -la figure 13 est une vue analogue à la figure 12, mais représentant le moteur équipé, en outre, d'un système de récupération de l'énergie des bouffées d'échappement; - les figures 14 et 15 sont des vues analogues aux figures 1 et 4 respectivement, mais représentent un troisième mode de réalisation du moteur de l'invention, du type à soupapes d'échappement et d'admission; - la figure 16 est une schématique de dessus d'un moteur à quatre Finally, the engine may be of the type with exhaust and intake valves, in which the valves are located at the top of the cylinder and the intake valve or valves are supplied by the compressor. The invention also applies to an engine of the type with several cylinders in line, in which the compressors associated with each cylinder are arranged alternately on each face of the cylinder block. To better understand the object of the invention, we will now describe, by way of purely illustrative and nonlimiting examples, several embodiments shown in the accompanying drawing. In this drawing - FIG. I is a schematic view in vertical section of a first embodiment of the engine of the invention, of the loop scanning type, with single-stage compressor and tilting compressor piston with partial enlargement of the last; FIGS. 2A to 2D are partial views similar to FIG. 1 and in vertical section along line II in FIG. 3, respectively representing the engine piston at its TDC, during expansion, at its TDC and during compression; - Figure 3 is a sectional view along line III of Figure 2A; - Figure 4 is a view similar to Figure 1, but according to a variant in which the compressor piston is linearly displaced, with a partial enlargement of the latter; - Figures 5A to 5D are views similar to Figures 2A to 2D and in vertical section along the line V in Figure 6A, but showing another variant, in which the compressor piston is a deformable membrane and the cylinder is equipped with 'a spark plug; - Figures 6A to 6D are sectional views along line VI of Figures 5A to 5D respectively, with a partial enlargement of said membrane in Figure 6A; - Figure 7 is a sectional view along line VII of Figure A; - Figure 8 is a view similar to Figure 4, but showing a two-stage compressor motor; - Figure 9 is a view similar to Figure 8, but showing the engine further equipped with a partial recirculation system of the exhaust gases; - Figures 10 and 1 1 are views similar to Figures 1 and 4 respectively, but show a second embodiment of the engine of the invention of the uniflow type; - Figure 12 is a view similar to Figure 11, but showing the engine equipped with a two-stage compressor; FIG. 13 is a view similar to FIG. 12, but showing the engine equipped, in addition, with a system for recovering the energy of the exhaust puffs; - Figures 14 and 15 are views similar to Figures 1 and 4 respectively, but show a third embodiment of the engine of the invention, of the type with exhaust and intake valves; - Figure 16 is a schematic from above of a four engine

cylindres en ligne selon l'invention. in-line cylinders according to the invention.

Pour un souci de clarté, dans toutes les figures, les éléments For the sake of clarity, in all the figures, the elements

identiques ou analogues porteront les mêmes chiffres de référence. identical or analogous will bear the same reference numbers.

Les figures 1 à 9 représentent diverses variantes de l'invention appliquées à un moteur à combustion interne M1 monocylindre à deux Figures 1 to 9 show various variants of the invention applied to an internal combustion engine M1 single cylinder with two

temps et à balayage en boucle.time and loop scan.

Dans la première variante représentée sur les figures 1 à 3, le moteur Ml comporte un cylindre 1 défini entre le carter cylindre 2 et la io culasse 3 du moteur. La culasse 3 comporte un évidemment 3a en partie haute du cylindre I pour définir une chambre de combustion, car la représentation proposée est celle d'un moteur à essence. L'invention peut s'appliquer tout aussi bien à un moteur diesel à injection directe ou indirecte. Dans le cylindre 1, se déplace alternativement un piston de moteur 4 qui définit une chambre de combustion 5 à l'intérieur du cylindre 1 entre la culasse 3 et le piston 4. Le piston de moteur 4 est muni à sa périphérie de segments d'étanchéité 6 représentés sur la figure 1. Une bielle 7 est articulée par son pied de bielle 7a au piston 4 In the first variant shown in Figures 1 to 3, the engine Ml comprises a cylinder 1 defined between the cylinder block 2 and the cylinder head io 3 of the engine. The cylinder head 3 has a recess 3a in the upper part of the cylinder I to define a combustion chamber, because the proposed representation is that of a gasoline engine. The invention can be applied just as well to a diesel engine with direct or indirect injection. In the cylinder 1, an engine piston 4 alternately moves which defines a combustion chamber 5 inside the cylinder 1 between the cylinder head 3 and the piston 4. The engine piston 4 is provided at its periphery with segments of sealing 6 shown in FIG. 1. A connecting rod 7 is articulated by its connecting rod foot 7a to the piston 4

et par sa tête de bielle 7b au maneton 8 d'un vilebrequin 9. and by its connecting rod head 7b to the crankpin 8 of a crankshaft 9.

Un excentrique 10 est monté sur l'arbre de vilebrequin 9 et articulé sur une biellette 11 qui est rigidement fixée au centre d'un piston de compresseur 12 en forme de disque. Le piston de compresseur 12 présente à sa périphérie une bordure sphérique 12a munie d'un segment d'étanchéité 13 à bordure également sphérique, qui est immobilisé en rotation par rapport au piston de compresseur, dans une position telle que la fente du segment 13 ne soit pas placée en partie basse du carter 2. Le piston de compresseur 12 se déplace alternativement par basculement à l'intérieur de la chambre de An eccentric 10 is mounted on the crankshaft 9 and articulated on a link 11 which is rigidly fixed to the center of a disc-shaped compressor piston 12. The compressor piston 12 has at its periphery a spherical edge 12a provided with a sealing segment 13 with an equally spherical edge, which is immobilized in rotation relative to the compressor piston, in a position such that the slot in the segment 13 does not is not placed in the lower part of the casing 2. The compressor piston 12 alternately moves by tilting inside the chamber

compression 14a d'un compresseur mono-étage 14 attaché au carter 2. compression 14a of a single-stage compressor 14 attached to the casing 2.

La chambre de compression 14a du compresseur 14 est alimentée en mélange carburé ou en air frais par une canalisation d'aspiration 15 munie d'un clapet d'aspiration anti-retour 15a. Le mélange carburé ou l'air frais sous pression est refoulé à partir du compresseur 14 vers une The compression chamber 14a of the compressor 14 is supplied with a fuel mixture or with fresh air by a suction pipe 15 provided with a non-return suction valve 15a. The fuel mixture or the pressurized fresh air is discharged from the compressor 14 to a

canalisation d'admission 16 munie d'un clapet de refoulement anti- inlet pipe 16 fitted with an anti-discharge valve

retour 16a. La canalisation d'admission 16 débouche en partie basse du o10 cylindre 1 par une pluralité de lumières 17 qui ont une orientation telle que le mélange ou l'air sous pression soit introduit avec un mouvement de rotation ascendant en boucle dans le cylindre à la manière d'un looping. Le cylindre 1 est muni, en outre, d'une ou plusieurs tubulures d'échappement 18 qui débouchent en partie basse du cylindre, back 16a. The inlet pipe 16 opens at the bottom of the cylinder 1 through a plurality of ports 17 which have an orientation such that the mixture or the air under pressure is introduced with an upward rotational movement in a loop in the cylinder in the manner looping. The cylinder 1 is provided, in addition, with one or more exhaust pipes 18 which open at the bottom of the cylinder,

sensiblement au même niveau que les lumières d'admission 17. substantially at the same level as the intake lights 17.

Comme visible sur la figure 1, l'excentrique 10 est décalé d'un angle 0 de l'ordre de 90 par rapport au maneton 8, dans le sens de rotation du vilebrequin, comme indiqué par la flèche F, de façon que le io PMH du piston de moteur 4 soit déphasé de 90 par rapport au PMH du piston de compresseur 12. En se référant à la figure 3, on voit que l'axe de la biellette 1 1 du compresseur 14 est décalé d'une distance d As shown in Figure 1, the eccentric 10 is offset by an angle 0 of the order of 90 relative to the crankpin 8, in the direction of rotation of the crankshaft, as indicated by the arrow F, so that the io TDC of the engine piston 4 is offset by 90 relative to the TDC of the compressor piston 12. Referring to Figure 3, we see that the axis of the rod 1 1 of the compressor 14 is offset by a distance d

par rapport à l'axe de la bielle 7 du piston de moteur 4. relative to the axis of the connecting rod 7 of the engine piston 4.

La cylindrée du cylindre 1 est sensiblement du même ordre de grandeur que la cylindrée du compresseur 14, mais le piston de compresseur 12 présente un diamètre nettement supérieur à celui du piston de moteur 4, de façon que la course de compression c du piston The displacement of the cylinder 1 is roughly of the same order of magnitude as the displacement of the compressor 14, but the compressor piston 12 has a diameter significantly greater than that of the engine piston 4, so that the compression stroke c of the piston

de compresseur 12 soit relativement faible. compressor 12 is relatively small.

Enfin, la canalisation d'admission 16 peut être munie d'un échangeur de chaleur 19, véhiculant un réfrigérant, par exemple de l'eau, ou bien de l'air frais peut être soufflé pour un moteur à refroidissement à air, pour refroidir l'air en sortie du compresseur 14, ce qui permet d'augmenter la masse d'air admise dans le cylindre 1, d'autant plus que la compression de l'air dans le compresseur 14 dégage une grande quantité de chaleur. Toutefois, le refroidissement de Finally, the intake pipe 16 can be provided with a heat exchanger 19, conveying a refrigerant, for example water, or else fresh air can be blown for an air-cooled engine, to cool the air at the outlet of the compressor 14, which makes it possible to increase the mass of air admitted into the cylinder 1, all the more since the compression of the air in the compressor 14 gives off a large amount of heat. However, the cooling of

la canalisation d'admission 16 est optionnel. the intake pipe 16 is optional.

En se référant maintenant aux figures 2 et 3, on voit que le maneton 8 du vilebrequin 9 est muni à l'opposé de la tête de bielle 7b Referring now to Figures 2 and 3, we see that the crankpin 8 of the crankshaft 9 is provided opposite the connecting rod head 7b

d'une masselotte 20 qui sert de contrepoids. a counterweight 20 which serves as a counterweight.

On a indiqué par des traits interrompus sur la figure 1 les The broken lines in FIG. 1 indicate the

positions du PMH et du PMB du piston de moteur 4. TDC and TDC positions of the engine piston 4.

On a également indiqué, en traits mixtes sur la figure 1, le trajet The path has also been indicated in dashed lines in FIG. 1.

de l'excentrique 10 et le trajet du maneton 8. eccentric 10 and the crankpin path 8.

On va maintenant décrire le fonctionnement de ce moteur en We will now describe the operation of this engine in

référence aux figures 2A à 2D.reference to Figures 2A to 2D.

II Sur la figure 2A, le piston de moteur est en fin de compression, à II In FIG. 2A, the engine piston is at the end of compression, at

son PMH, alors que le piston de compresseur 12 est à son PMB, c'est- its TDC, while the compressor piston 12 is at its TDC, that is

à-dire dans sa position la plus à droite sur la figure 2A. En cours de détente, sous l'action de la combustion des gaz dans la chambre de combustion 5, le piston de moteur descend, comme illustré sur la figure 2B, après une rotation d'environ 90 du vilebrequin 9, ce qui provoque simultanément le basculement du piston de compresseur 12 autour de sa portion supérieure, engendrant ainsi une première compression dans la chambre de compression 14a. En fin de détente, le piston de moteur 4 1o arrive à son PMB, découvrant simultanément la tubulure d'échappement 18 et les lumières d'admission 17, après une rotation supplémentaire de 90 du vilebrequin 9. Simultanément, le piston de compresseur 12 bascule autour de sa portion inférieure pour atteindre sa position de compression maximale la plus à gauche dans la chambre de compression 14a, ce qui provoque l'admission de l'air ou du mélange carburé sous pression dans la chambre de combustion 5, chassant ainsi les gaz brûlés vers l'échappement et remplissant le cylindre. Sur la figure 2D, on a représenté le piston de moteur au cours de sa phase de compression, après une rotation supplémentaire de 90 du vilebrequin, ce qui obture à la fois l'échappement et l'admission et provoque le basculement du piston de compresseur 12 autour de sa portion supérieure, et ainsi une première détente de la chambre de compression 14a, l'air frais ou le mélange carburé étant aspiré par la canalisation d'aspiration 15, en raison de la dépression ainsi engendrée dans la chambre 14a. Enfin, lorsque le piston de moteur 4 arrive à son PMH illustré à la figure 2A, après une rotation supplémentaire de 90 du vilebrequin 9, le piston de compresseur 12 bascule autour de sa portion inférieure, pour le ramener vers sa position la plus à droite, l'air frais ou le mélange carburé continuant ainsi à être aspiré dans la chambre de compression 14a. Le cycle de fonctionnement qui vient ie in its rightmost position in Figure 2A. During expansion, under the action of the combustion of gases in the combustion chamber 5, the engine piston descends, as illustrated in FIG. 2B, after a rotation of approximately 90 of the crankshaft 9, which simultaneously causes the tilting of the compressor piston 12 around its upper portion, thus generating a first compression in the compression chamber 14a. At the end of expansion, the engine piston 4 1o arrives at its PMB, simultaneously discovering the exhaust manifold 18 and the intake ports 17, after an additional rotation of 90 of the crankshaft 9. Simultaneously, the compressor piston 12 rockers around its lower portion to reach its leftmost maximum compression position in the compression chamber 14a, which causes the admission of air or the fuel mixture under pressure into the combustion chamber 5, thus expelling the gases burnt to exhaust and filling the cylinder. In FIG. 2D, the engine piston is shown during its compression phase, after an additional rotation of 90 of the crankshaft, which closes both the exhaust and the intake and causes the compressor piston to tilt. 12 around its upper portion, and thus a first expansion of the compression chamber 14a, the fresh air or the fuel mixture being sucked in by the suction pipe 15, due to the vacuum thus generated in the chamber 14a. Finally, when the engine piston 4 arrives at its TDC illustrated in FIG. 2A, after an additional rotation of 90 of the crankshaft 9, the compressor piston 12 rocks around its lower portion, to bring it back to its rightmost position , the fresh air or the fuel mixture thus continuing to be sucked into the compression chamber 14a. The coming operating cycle

d'être décrit est ainsi répété successivement. to be described is thus repeated successively.

Comme visible sur les figures 2A à 2D, l'excentrique 10 est formé par un disque monté de manière excentrée sur l'arbre de As shown in FIGS. 2A to 2D, the eccentric 10 is formed by a disc mounted eccentrically on the shaft of

vilebrequin 9.crankshaft 9.

Toutefois, en raison du basculement alternatif du piston de compresseur 12, il y a des risques que l'huile contenue dans le carter passe dans la chambre de compression 14a, provoquant une consommation d'huile et une pollution de l'environnement du fait que However, due to the alternating tilting of the compressor piston 12, there is a risk that the oil contained in the crankcase will pass into the compression chamber 14a, causing oil consumption and environmental pollution due to the fact that

l'huile est ainsi évacuée vers l'extérieur. the oil is thus discharged to the outside.

Cet inconvénient est supprimé dans la variante illustrée sur les figures 4 à 7, o le piston de compresseur basculant 12 est remplacé par un piston de compresseur 112 illustré sur la figure 4 qui se déplace alternativement en translation linéaire dans la chambre de compression 14a. Ce piston de compresseur 112 présente également à sa périphérie 0o un segment d'étanchéité et comporte en son centre une tige 121 rigidement fixée au piston de compresseur 112 et articulée à son extrémité libre à la biellette 11 de liaison avec l'excentrique 10. La tige 121 est guidée en translation par un manchon de guidage 122 qui se raccorde au carter 2 par une cloison verticale 123. Le manchon 122 peut être équipé intérieurement d'une bague d'étanchéité traversée par la tige 121, ou bien en variante un soufflet d'étanchéité S peut être relié entre la tige 121 et ladite cloison verticale 123, ce qui supprime tout This drawback is eliminated in the variant illustrated in FIGS. 4 to 7, where the tilting compressor piston 12 is replaced by a compressor piston 112 illustrated in FIG. 4 which moves alternately in linear translation in the compression chamber 14a. This compressor piston 112 also has at its periphery 0o a sealing segment and comprises in its center a rod 121 rigidly fixed to the compressor piston 112 and articulated at its free end to the link 11 connecting with the eccentric 10. The rod 121 is guided in translation by a guide sleeve 122 which is connected to the casing 2 by a vertical partition 123. The sleeve 122 can be fitted internally with a sealing ring through which the rod 121 passes, or alternatively a bellows seal S can be connected between the rod 121 and said vertical partition 123, which eliminates all

risque de passage d'huile entre le carter et le compresseur. risk of oil passing between the crankcase and the compressor.

Sur les figures 5 à 7, on voit que le cylindre 1 ainsi que le In FIGS. 5 to 7, it can be seen that the cylinder 1 as well as the

compresseur 14 sont munis d'ailettes de refroidissement 21. compressor 14 are provided with cooling fins 21.

Au sommet du cylindre 1, est agencée une bougie d'allumage 22. At the top of the cylinder 1, a spark plug 22 is arranged.

Le moteur Ml est constitué ici d'un premier bloc qui forme le cylindre 1, d'un deuxième bloc qui forme le carter 2 et d'un troisième bloc qui forme le compresseur 14. De ce fait, le piston de compresseur 112 en forme de disque rigide peut être remplacé par une membrane déformable 212 dont la périphérie est fixée entre les deuxième et troisième blocs précités. Pour faciliter la déformation de membrane 212, une ondulation 212a peut être prévue au voisinage de sa The motor Ml here consists of a first block which forms the cylinder 1, a second block which forms the casing 2 and a third block which forms the compressor 14. As a result, the compressor piston 112 is shaped rigid disc may be replaced by a deformable membrane 212 whose periphery is fixed between the second and third aforementioned blocks. To facilitate the deformation of membrane 212, a corrugation 212a can be provided in the vicinity of its

périphérie, comme visible sur la figure 6A. periphery, as visible in FIG. 6A.

Comme mieux visible sur les figures 6A à 6D, la tige 121 relie le centre de la membrane déformable 212 à une traverse articulée 124 dont les extrémités libres coulissent dans une rainure 125 prévue dans le carter 2 et sont reliées chacune à deux bras 111, qui s'étendent de part et d'autre de l'axe du compresseur 14. La biellette de liaison à l'excentrique est ainsi formée par l'ensemble de la traverse 124 et des deux bras 111. Les deux bras 111 de la biellette sont montés chacun sur un disque 10 qui est respectivement monté de manière excentrique sur l'arbre 9 du vilebrequin entre la paroi latérale du carter 2 et un bras du maneton 8. Des roulements à aiguilles 22 à 24 sont respectivement prévus au niveau des extrémités libres de la traverse 124, entre chaque bras 111 de biellette et le disque excentrique 10, et au niveau de l'arbre de vilebrequin 9. Toutefois, si la rotation est suffisamment lente, ces roulements peuventêtre remplacés par des roulements à billes ou par As best seen in FIGS. 6A to 6D, the rod 121 connects the center of the deformable membrane 212 to an articulated cross member 124 whose free ends slide in a groove 125 provided in the casing 2 and are each connected to two arms 111, which extend on either side of the axis of the compressor 14. The connecting rod to the eccentric is thus formed by the assembly of the cross member 124 and the two arms 111. The two arms 111 of the connecting rod are each mounted on a disc 10 which is respectively mounted eccentrically on the shaft 9 of the crankshaft between the side wall of the casing 2 and an arm of the crankpin 8. Needle bearings 22 to 24 are respectively provided at the free ends of the cross member 124, between each link rod arm 111 and the eccentric disc 10, and at the level of the crankshaft 9. However, if the rotation is sufficiently slow, these bearings can be replaced by ball bearings s or by

des bagues de glissement.slip rings.

Comme visible sur la figure 7, dans ce cas, l'axe du piston de io compresseur est centré sur l'axe du piston de moteur, contrairement à As seen in Figure 7, in this case, the axis of the compressor piston is centered on the axis of the engine piston, unlike

la variante du piston de compresseur basculant des figures 1 à 3. the variant of the tilting compressor piston of Figures 1 to 3.

Le cycle de fonctionnement de ce moteur dont le piston de compresseur est monté avec une biellette à crosse, est sensiblement le même que celui du moteur à piston basculant. Lors de la rotation du vilebrequin 9, la traverse 124 se déplace en translation rectiligne dans les rainures 125, ce qui provoque le déplacement de la tige 121 qui engendre une déformation de la membrane 212. Sur la figure 5A, le piston de moteur 4 est à son PMH, et la membrane est déformée en flexion vers la droite en direction du vilebrequin. Sur la figure 5B, le piston de moteur est à mi-course dans sa phase de détente, et la membrane 212 est dans une position sensiblement plane, verticale. Sur la figure 5C, le piston de moteur 4 est à son PMB, et la membrane 212 The operating cycle of this engine, the compressor piston of which is mounted with a butt rod, is substantially the same as that of the tilting piston engine. During the rotation of the crankshaft 9, the cross member 124 moves in rectilinear translation in the grooves 125, which causes the displacement of the rod 121 which generates a deformation of the membrane 212. In FIG. 5A, the engine piston 4 is at its TDC, and the membrane is deformed in bending to the right towards the crankshaft. In FIG. 5B, the engine piston is halfway in its expansion phase, and the membrane 212 is in a substantially flat, vertical position. In FIG. 5C, the engine piston 4 is at its PMB, and the membrane 212

est déformée en flexion vers la gauche, à l'opposé du vilebrequin. is deformed in flexion to the left, opposite the crankshaft.

Enfin, sur la figure 5D, le piston de moteur 4 est à mi-chemin dans sa course ascendante de compression, et la membrane 212 est à nouveau Finally, in FIG. 5D, the engine piston 4 is halfway in its upward compression stroke, and the membrane 212 is again

dans une position plane, au repos.in a flat position, at rest.

A titre d'exemple, le moteur représenté sur les figures 5 à 7 comporte un cylindre I ayant un diamètre d'environ 42 mm et une course utile de 38 mm pour le piston de moteur 4, et un compresseur 14 ayant un diamètre de 80 mm, avec une course utile d'environ 8,5 By way of example, the engine represented in FIGS. 5 to 7 comprises a cylinder I having a diameter of approximately 42 mm and a useful stroke of 38 mm for the engine piston 4, and a compressor 14 having a diameter of 80 mm, with a useful stroke of about 8.5

mm pour le piston de compresseur 212. mm for compressor piston 212.

La variante illustrée sur la figure 8 se distingue de la variante représentée sur la figure 4, essentiellement par le fait que le compresseur 14 comporte une chambre de compression à deux étages 14a et 14b. Le premier étage 14b est formé entre la cloison 123 et le piston de compresseur 112, alors que le deuxième étage 14a est formé de l'autre côté du piston de compresseur 112. Le premier étage 14b comporte en partie haute une tubulure d'aspiration 115 munie d'un clapet anti-retour 115a. Ce premier étage 14b est traversé par la tige 121 du piston de compresseur 112. En partie basse du premier étage 14b, est prévue une canalisation de refoulement intermédiaire 130 qui communique en partie basse du deuxième étage 14a du compresseur 14. Cette canalisation de refoulement intermédiaire 130 est munie d'un clapet anti-retour 130a et d'un système de refroidissement 19. Le deuxième étage 14a du compresseur 14 communique en partie haute 0o avec la tubulure d'admission 16, de manière analogue au compresseur The variant illustrated in FIG. 8 differs from the variant shown in FIG. 4, essentially by the fact that the compressor 14 comprises a two-stage compression chamber 14a and 14b. The first stage 14b is formed between the partition 123 and the compressor piston 112, while the second stage 14a is formed on the other side of the compressor piston 112. The first stage 14b has in the upper part a suction pipe 115 fitted with a non-return valve 115a. This first stage 14b is crossed by the rod 121 of the compressor piston 112. In the lower part of the first stage 14b, there is provided an intermediate discharge line 130 which communicates in the lower part of the second stage 14a of the compressor 14. This intermediate discharge line 130 is provided with a non-return valve 130a and a cooling system 19. The second stage 14a of the compressor 14 communicates in the upper part 0o with the intake manifold 16, in a similar manner to the compressor

mono-étage décrit sur les figures 1 à 7. single-stage described in Figures 1 to 7.

Les différents clapets 115a, 130a et 16a du compresseur 14 et les clapets 118a et 217 du moteur, peuvent être avantageusement remplacés par des soupapes à commande mécanique ou électronique ou hydro- électronique, qui peuvent être gérées par un calculateur numérique, afin de piloter à la demande tous les paramètres moteurs, à savoir le taux de compression dans le compresseur et/ou dans le The various valves 115a, 130a and 16a of the compressor 14 and the valves 118a and 217 of the engine, can advantageously be replaced by valves with mechanical or electronic or hydroelectronic control, which can be managed by a digital computer, in order to control the request all the engine parameters, namely the compression ratio in the compressor and / or in the

cylindre moteur, ainsi que les taux de détente. engine cylinder, as well as expansion rates.

Bien que la figure 8 représente un piston de compresseur 112 en forme de disque plan rigide, il pourrait tout aussi bien être remplacé par une membrane déformable analogue à celle représentée sur les Although FIG. 8 represents a compressor piston 112 in the form of a rigid flat disc, it could just as easily be replaced by a deformable membrane similar to that represented on the

figures 5 et 6.Figures 5 and 6.

Lors de la phase de compression du piston de moteur 4, le piston de compresseur 112 se déplace vers la droite, pour comprimer le premier étage 14b de la chambre de compression, ce qui provoque le refoulement de l'air, via la canalisation 130, vers le deuxième étage 14a. Lors de la phase descendante de détente du piston de moteur 4, le piston de compresseur 112 se déplace vers la gauche, ce qui provoque une surcompression de l'air contenu dans le deuxième étage 14a, qui ne During the compression phase of the engine piston 4, the compressor piston 112 moves to the right, to compress the first stage 14b of the compression chamber, which causes the air to flow back, via the pipe 130, to the second floor 14a. During the downward expansion phase of the engine piston 4, the compressor piston 112 moves to the left, which causes an over-compression of the air contained in the second stage 14a, which does not

peut revenir en arrière par la canalisation 130, en raison du clapet anti- can go back through line 130, due to the check valve

retour 130a, et s'échappe donc vers la canalisation d'admission 16 à une pression supérieure à celle qui serait obtenue avec un compresseur monoétage. Simultanément, une dépression est engendrée dans le premier étage 14b, ce qui provoque l'aspiration de l'air à partir de la return 130a, and therefore escapes towards the intake pipe 16 at a pressure higher than that which would be obtained with a single-stage compressor. Simultaneously, a vacuum is generated in the first stage 14b, which causes the suction of air from the

tubulure d'aspiration 115.suction pipe 115.

Sur la figure 8, on a indiqué en c la course du piston de In FIG. 8, the stroke of the piston

compresseur 112.compressor 112.

Sur la figure 9, le moteur de la figure 8 est équipé d'un dispositif de récupération de l'énergie des bouffées d'échappement et de recirculation partielle des gaz d'échappement, dont le principe est décrit en détail dans la demande de brevet français n 98-07835 du 22 In FIG. 9, the engine in FIG. 8 is equipped with a device for recovering the energy of the exhaust puffs and for partial recirculation of the exhaust gases, the principle of which is described in detail in the patent application. French n 98-07835 of 22

juin 1998 appartenant au présent demandeur. June 1998 belonging to the present applicant.

Un volume additionnel 40, qui peut avoir toute forme appropriée, communique en partie basse avec une canalisation 41 qui débouche sur 0o un obturateur rotatif 42, par exemple, un boisseau tournant à trois voies, qui est intercalé sur la canalisation de refoulement 130 précitée, en aval du clapet 130a. Le volume additionnel 40 communique également, en partie haute, avec une canalisation 43 qui débouche sur un deuxième obturateur rotatif supérieur 44, par exemple un boisseau tournant à trois voies, ce dernier communiquant, d'une part, par une canalisation 45 en partie basse du cylindre 1, et, d'autre part, par une canalisation 46, avec un collecteur d'échappement (non représenté) An additional volume 40, which can have any suitable shape, communicates in the lower part with a pipe 41 which opens on 0o a rotary shutter 42, for example, a three-way rotary plug, which is interposed on the aforementioned delivery pipe 130, downstream of the valve 130a. The additional volume 40 also communicates, in the upper part, with a pipe 43 which leads to a second upper rotary shutter 44, for example a three-way rotary plug, the latter communicating, on the one hand, by a pipe 45 in the lower part of cylinder 1, and, on the other hand, by a pipe 46, with an exhaust manifold (not shown)

relié à la tubulure d'échappement 18 précitée. connected to the aforementioned exhaust pipe 18.

On va maintenant décrire le fonctionnement du moteur illustré We will now describe the operation of the illustrated motor

sur la figure 9.in figure 9.

Lorsque le piston de moteur 4 arrive au voisinage de son PMH, en phase de compression, le boisseau inférieur 42 fait communiquer le premier étage 14b du compresseur 14 avec la canalisation 41, tout en obturant le passage vers le deuxième étage 14a, alors que le boisseau supérieur 44 fait communiquer la canalisation 43 avec la canalisation d'échappement 46, tout en obturant le passage vers la canalisation 45 qui débouche en partie basse du cylindre 1. Il en résulte que l'air comprimé par le piston de compresseur 112 dans le premier étage 14b est évacué vers l'échappement, en balayant le volume additionnel 40, le reliquat du mélange air et gaz brûlés se trouvant dans ce volume 40 When the engine piston 4 arrives in the vicinity of its TDC, in the compression phase, the lower plug 42 communicates the first stage 14b of the compressor 14 with the pipe 41, while closing the passage to the second stage 14a, while the upper plug 44 communicates the pipe 43 with the exhaust pipe 46, while closing the passage to the pipe 45 which opens at the bottom of the cylinder 1. As a result, the air compressed by the compressor piston 112 in the first stage 14b is evacuated towards the exhaust, by sweeping the additional volume 40, the remainder of the air and burnt gas mixture being in this volume 40

étant ainsi évacué vers l'extérieur et remplacé par de l'air frais. thus being evacuated to the outside and replaced by fresh air.

Puis, au début de la phase de détente du piston de moteur 4, représentée sur la figure 9, les boisseaux 42 et 44 obturent toute communication, la rotation des boisseaux pouvant être asservie à la rotation du vilebrequin 9, ou bien commandée par une unité centrale de Then, at the start of the expansion phase of the engine piston 4, shown in FIG. 9, the plugs 42 and 44 close all communication, the rotation of the plugs being able to be controlled by the rotation of the crankshaft 9, or else controlled by a unit central

gestion électronique.electronic management.

Lorsque le piston de moteur 4 arrive sensiblement en fin de détente, le piston de moteur 4 découvre l'ouverture de la canalisation et les gaz en combustion se trouvant sous pression dans le cylindre 1 s'échappent alors par cette canalisation 45 et traversent l'obturateur 44 jusqu'au volume additionnel 40, l'obturateur supérieur 44 étant dans When the engine piston 4 reaches substantially the end of expansion, the engine piston 4 discovers the opening of the pipe and the combustion gases being under pressure in the cylinder 1 then escape through this pipe 45 and pass through the shutter 44 up to additional volume 40, the upper shutter 44 being in

une position d'obturation de la canalisation d'échappement 46. a position for closing the exhaust pipe 46.

Simultanément, l'obturateur 42 ferme le passage de la canalisation 41, de sorte que les gaz brûlés compriment l'air qui se trouve dans le Simultaneously, the shutter 42 closes the passage of the pipe 41, so that the burnt gases compress the air which is in the

volume additionnel 40 et y pénètrent partiellement. additional volume 40 and partially penetrate it.

Simultanément, ou peu après l'ouverture de la canalisation 45, le piston de moteur 40 découvre également la tubulure d'échappement 18, pour évacuer le reste des gaz brûlés, qui sont chassés par l'air frais sous pression introduit par les lumières d'admission 17 et provenant du deuxième étage 14a du compresseur, sous l'action de compression Simultaneously, or shortly after the opening of the pipe 45, the engine piston 40 also discovers the exhaust pipe 18, to evacuate the rest of the burnt gases, which are expelled by the fresh air under pressure introduced by the lights d intake 17 and coming from the second stage 14a of the compressor, under the compression action

exercée par le piston de compresseur 112 qui se déplace vers la gauche. exerted by the compressor piston 112 which moves to the left.

Lorsque le piston de moteur 4 arrive à son PMB, le boisseau supérieur 44 obture toute communication et le boisseau inférieur 42 ouvre le passage entre le premier et le deuxième étage du compresseur, tout en maintenant fermé le passage vers la canalisation 41, de sorte que le mélange sous pression air et gaz brûlés, qui se trouvait dans le volume additionnel 40 y est ainsi piégé. Au PMB, le balayage du cylindre 1 se termine et ce dernier commence à se remplir d'air frais à la haute When the engine piston 4 reaches its PMB, the upper plug 44 blocks all communication and the lower plug 42 opens the passage between the first and the second stage of the compressor, while keeping the passage to the pipe 41 closed, so that the pressurized mixture of air and burnt gases, which was in the additional volume 40 is thus trapped there. At PMB, the scanning of cylinder 1 ends and the cylinder begins to fill with fresh air at high

pression délivrée par le compresseur 14. pressure delivered by the compressor 14.

Lorsque la phase de compression commence dans le cylindre, le piston de compresseur 112 refoule l'air comprimé dans le premier étage 14b vers le deuxième étage 14a, à travers le boisseau inférieur 42 qui maintient ouverte la communication de la canalisation 130, tout en maintenant fermé le passage vers la canalisation 41. Simultanément, le boisseau supérieur 44 ouvre le passage entre le volume additionnel 40 et le cylindre 1, tout en maintenant fermé le passage vers la canalisation d'échappement 46, de sorte que le mélange air et gaz brûlés qui est piégé dans le volume 40 peut s'échapper par les canalisations 43 et 45 dans le cylindre 1, ce qui réalise à la fois une suralimentation dans le cylindre I et une récupération de l'énergie des When the compression phase begins in the cylinder, the compressor piston 112 delivers the compressed air in the first stage 14b to the second stage 14a, through the lower valve 42 which keeps the communication of the pipe 130 open, while maintaining closed the passage to the pipe 41. Simultaneously, the upper plug 44 opens the passage between the additional volume 40 and the cylinder 1, while keeping the passage to the exhaust pipe 46 closed, so that the mixture of air and burnt gases which is trapped in the volume 40 can escape through the pipes 43 and 45 in the cylinder 1, which achieves both a supercharging in the cylinder I and a recovery of the energy of the

bouffées d'échappement.exhaust puffs.

Lorsque le piston de moteur 4 dépasse environ la mi-course de sa phase ascendante, la tubulure d'échappement 18 et la canalisation 45 sont obturées par le piston de moteur 4 et les boisseaux 44 et 42 se déplacent progressivement vers la position qui met en communication le premier étage 14b du compresseur avec l'échappement 46. On notera que, dans ce cas, le compresseur bi-étages 14 présente une efficacité moindre que dans le cas de la figure 8, car une partie de la course de compression du premier étage 14b du compresseur 14 est When the engine piston 4 exceeds approximately halfway through its ascending phase, the exhaust pipe 18 and the pipe 45 are closed by the engine piston 4 and the plugs 44 and 42 move progressively towards the position which brings the communication the first stage 14b of the compressor with the exhaust 46. It will be noted that, in this case, the two-stage compressor 14 has less efficiency than in the case of FIG. 8, because part of the compression stroke of the first stage 14b of compressor 14 is

utilisée pour balayer le volume additionnel 40. used to scan additional volume 40.

On va maintenant décrire l'application de l'invention à un moteur monocylindre à deux temps du type uniflow M2, en référence aux We will now describe the application of the invention to a two-stroke single-cylinder engine of the uniflow M2 type, with reference to the

figures 10 à 13.Figures 10 to 13.

Les trois variantes représentées respectivement aux figures 10 à 12 correspondent aux variantes représentées sur les figures 1, 4 et 8 du moteur à balayage en boucle. Dans ces conditions, le fonctionnement du moteur uniflow M2 sera décrit une seule fois pour l'ensemble de ces The three variants shown respectively in Figures 10 to 12 correspond to the variants shown in Figures 1, 4 and 8 of the loop scanning motor. Under these conditions, the operation of the uniflow M2 motor will be described only once for all of these

trois variantes.three variants.

Dans un moteur uniflow, tel que représenté sur la figure 10, la canalisation d'admission 16 débouche sur une couronne annulaire 117 entourant la partie basse du cylindre 1, ladite couronne 117 présentant une pluralité de lumières (non représentées) qui débouchent en partie basse du cylindre I avec une orientation telle que l'air soit introduit dans le cylindre avec un mouvement de rotation important. La canalisation d'échappement 118 est prévue au sommet du cylindre 1 et comporte au moins une soupape 118a qui est commandée par tout In a uniflow engine, as shown in FIG. 10, the intake pipe 16 opens onto an annular ring 117 surrounding the lower part of the cylinder 1, said ring 117 having a plurality of openings (not shown) which open out at the lower part of cylinder I with an orientation such that air is introduced into the cylinder with a significant rotational movement. The exhaust pipe 118 is provided at the top of the cylinder 1 and comprises at least one valve 118a which is controlled by any

moyen adapté.adapted means.

Lorsque le piston de moteur 4 se trouve à son PMH, la ou les soupapes d'échappement 118a sont fermées, ainsi que les lumières d'admission qui sont bouchées par le corps du piston de moteur 4. En fin de détente du piston de moteur 4, la ou les soupapes d'échappement 118a s'ouvrent, pour évacuer les gaz brûlés, et le piston de moteur 4 découvre les lumières de la couronne d'admission 117, de sorte que l'air comprimé provenant du compresseur 14 chasse vers le haut les gaz brûlés en direction de l'échappement. Le remplissage du cylindre 1 en air comburant se poursuit jusqu'en début de compression du piston de moteur 4, tant que les lumières d'admission restent découvertes par le When the engine piston 4 is at its TDC, the exhaust valve or valves 118a are closed, as well as the intake ports which are blocked by the body of the engine piston 4. At the end of expansion of the engine piston 4, the exhaust valve (s) 118a open, to evacuate the burnt gases, and the engine piston 4 discovers the lights of the intake ring 117, so that the compressed air coming from the compressor 14 drives towards the top burnt gases towards the exhaust. The filling of cylinder 1 with combustion air continues until compression of the engine piston 4 begins, as long as the intake ports remain uncovered by the

piston de moteur 4.engine piston 4.

Dans la variante de la figure 13, le moteur M2 est également équipé d'un dispositif de récupération de l'énergie des bouffées d'échappement et de recyclage partiel des gaz d'échappement. Ce dispositif comporte un volume additionnel 140 qui est formé par une canalisation de section adaptée communiquant à ses deux extrémités avec un obturateur rotatif 142, 144 qui peut être constitué par un boisseau tournant à plusieurs voies. Le boisseau supérieur 144 l0 communique, en outre, avec la canalisation d'échappement 118, en aval de la ou des soupapes d'échappement 118a prévues au sommet du cylindre 1, et avec deux autres canalisations 145 et 146 qui aboutissent In the variant of FIG. 13, the engine M2 is also equipped with a device for recovering the energy of the exhaust puffs and for partial recycling of the exhaust gases. This device comprises an additional volume 140 which is formed by a pipe of suitable section communicating at its two ends with a rotary shutter 142, 144 which can be constituted by a rotary plug rotating in several ways. The upper plug 144 l0 communicates, in addition, with the exhaust pipe 118, downstream of the exhaust valve (s) 118a provided at the top of the cylinder 1, and with two other pipes 145 and 146 which terminate

à un collecteur d'échappement non représenté. to an exhaust manifold not shown.

Le boisseau inférieur 142 communique, en outre, avec une canalisation 141 qui débouche en partie basse du cylindre 1, au-dessus The lower plug 142 communicates, in addition, with a pipe 141 which opens in the lower part of the cylinder 1, above

de la couronne d'admission 117, et avec la canalisation d'admission 16. of the intake ring 117, and with the intake pipe 16.

Les mouvements rotatifs des boisseaux 142, 144 sont liés de toutes façons appropriées, connues de l'homme du métier et donc non décrites, au mouvement rotatif du vilebrequin 9, en rapport 1/1 ou différent de 1/1, phasé ou déphasable par rapport au mouvement du vilebrequin. En outre, sur la figure 13, les positions des deux étages 14a et 14b du compresseur 14 sont inversées par rapport au piston de compresseur 112. En effet, la canalisation d'admission 16 communique avec l'étage 14b qui est situé entre le piston de compresseur 112 et la paroi verticale 123, alors que le premier étage 14a situé du côté du piston de compresseur 112 opposé au vilebrequin 9, est alimenté en air frais via la canalisation d'aspiration 115. De ce fait, le fonctionnement du compresseur 14 est inversé, et le maneton 8 du vilebrequin doit être déphasé d'un angle 0 d'environ 90 par rapport à l'excentrique 10, The rotary movements of the plugs 142, 144 are linked in any appropriate manner, known to those skilled in the art and therefore not described, to the rotary movement of the crankshaft 9, in a ratio of 1/1 or different from 1/1, phased or phase-shifted by relation to the movement of the crankshaft. In addition, in FIG. 13, the positions of the two stages 14a and 14b of the compressor 14 are reversed relative to the compressor piston 112. In fact, the intake pipe 16 communicates with the stage 14b which is located between the piston compressor 112 and the vertical wall 123, while the first stage 14a located on the side of the compressor piston 112 opposite the crankshaft 9, is supplied with fresh air via the suction pipe 115. Therefore, the operation of the compressor 14 is inverted, and the crankpin 8 of the crankshaft must be offset by an angle 0 of about 90 relative to the eccentric 10,

dans le sens de rotation F du vilebrequin 9. in the direction of rotation F of the crankshaft 9.

Lorsque le piston de moteur 4 est à son PMH, la soupape 118a ou les soupapes d'échappement qui sont éventuellement prévues, sont When the engine piston 4 is at its TDC, the valve 118a or the exhaust valves which are possibly provided, are

fermées ainsi que les boisseaux 142 et 144. closed as well as plugs 142 and 144.

Au cours de la phase de détente du piston de moteur 4, la ou les soupapes d'échappement 118a s'ouvrent et l'obturateur supérieur 144 pivote, par exemple dans le même sens que le vilebrequin 9, pour faire communiquer la canalisation d'échappement 118 avec la canalisation formant le volume additionnel. Le boisseau inférieur 142 a également tourné de la même quantité dans le même sens, mais cela n'a amené aucune mise en communication de canalisations. Il en résulte qu'une bouffée de gaz brûlés sous pression est refoulée via la canalisation d'échappement 118 dans la canalisation 140, ce qui comprime l'air s'y trouvant, tout en y introduisant une portion de gaz During the expansion phase of the engine piston 4, the exhaust valve (s) 118a open and the upper valve 144 pivots, for example in the same direction as the crankshaft 9, to communicate the pipe exhaust 118 with the pipeline forming the additional volume. The lower plug 142 also turned by the same amount in the same direction, but this did not bring any connection of pipes. As a result, a puff of burnt gas under pressure is discharged via the exhaust pipe 118 into the pipe 140, which compresses the air therein, while introducing a portion of gas therein.

brûlés, correspondant à la période angulaire de transfert. burned, corresponding to the angular period of transfer.

Lorsque le piston de moteur 4 atteint une position intermédiaire entre la canalisation 141 et la couronne d'admission 117, la ou les soupapes d'échappement 1l 18a sont toujours ouvertes, mais le boisseau 144 ayant tourné met en communication les canalisations 118 et 145, tout en fermant le passage vers la canalisation 140; le boisseau inférieur 142 a également tourné, mais sans réaliser de mise en communication. Il en résulte que le mélange air/gaz brûlés, qui a été introduit précédemment sous pression (environ 3,5 bars à pleine charge) dans la canalisation 140, y est piégé et que les gaz brûlés When the engine piston 4 reaches an intermediate position between the pipe 141 and the intake ring 117, the exhaust valve or valves 11a 18a are still open, but the plug 144 having turned puts the pipes 118 and 145 into communication, while closing the passage to line 140; the lower plug 142 has also rotated, but without establishing communication. As a result, the air / burnt gas mixture, which was previously introduced under pressure (about 3.5 bars at full load) into the pipe 140, is trapped there and that the burnt gases

s'échappent par la canalisation 145 vers le collecteur d'échappement. escape through line 145 to the exhaust manifold.

Lorsque le piston de moteur 4 arrive à son PMB, l'obturateur supérieur 144, bien qu'ayant continué à tourner, maintient la communication entre les canalisations 118 et 145; l'obturateur inférieur 142 a également tourné, mais sans réaliser de mise en communication; les lumières de la couronne d'admission 117 sont démasquées. Il en résulte que l'air en provenance de l'étage 14b du compresseur 14 exécute un balayage qui évacue les gaz brûlés à travers la ou les soupapes d'échappement 118a et le cylindre 1 se remplit d'air à la pression relativement élevée du compresseur 14. Le mélange When the engine piston 4 reaches its PMB, the upper shutter 144, although having continued to rotate, maintains the communication between the pipes 118 and 145; the lower shutter 142 has also rotated, but without establishing communication; the lights of the intake crown 117 are unmasked. As a result, the air from the stage 14b of the compressor 14 performs a sweep which evacuates the burnt gases through the exhaust valve or valves 118a and the cylinder 1 is filled with air at the relatively high pressure of the compressor 14. The mixture

air/gaz brûlés est toujours piégé sous pression dans la canalisation 140. air / burnt gas is still trapped under pressure in line 140.

Lorsque le piston de moteur 4 commence sa phase de compression, il vient obturer les lumières de la couronne d'admission 117 et affleure au niveau de la canalisation 141; l'obturateur 142 ayant continué à tourner, les canalisations 118 et 145 peuvent être toujours communicantes, mais cela est sans effet car la ou les soupapes d'échappement 118a sont refermées; le boisseau inférieur 142 met en communication la canalisation 141 avec la canalisation 140. Il en résulte que le mélange air/gaz brûlés, qui était piégé sous pression dans When the engine piston 4 begins its compression phase, it closes the openings of the intake ring 117 and is flush with the line 141; the shutter 142 having continued to rotate, the pipes 118 and 145 may still be communicating, but this has no effect because the exhaust valve or valves 118a are closed; the lower plug 142 communicates the line 141 with the line 140. As a result, the air / burnt gas mixture, which was trapped under pressure in

cette canalisation 140, s'échappe et remplit sous pression le cylindre 1. this pipe 140 escapes and fills the cylinder 1 under pressure.

Cela réalise à la fois une suralimentation du cylindre et une recirculation partielle des gaz brûlés, opération connue sous le nom de EGR (Exhaust Gas Recirculation), et qui a pour effet de diminuer les This achieves both a supercharging of the cylinder and a partial recirculation of the burnt gases, an operation known as EGR (Exhaust Gas Recirculation), which has the effect of reducing the

émissions d'oxyde d'azote à bas régime. low-speed nitrogen oxide emissions.

Lorsque le piston de moteur 4 poursuit sa compression, jusqu'à obturer la canalisation 141, la ou les soupapes d'échappement 118a restent fermées, et les boisseaux 142, 144 pivotent dans une position o When the engine piston 4 continues to compress, until the line 141 is closed, the exhaust valve or valves 118a remain closed, and the plugs 142, 144 pivot in a position o

0o toutes les communications sont interdites. 0o all communications are prohibited.

Lorsque le piston de moteur 4 arrive sensiblement en fin de compression, la ou les soupapes d'échappement 118a restent fermées, mais le boisseau supérieur 144 met en communication la canalisation avec la canalisation 146; le boisseau inférieur 142 met en When the engine piston 4 substantially reaches the end of compression, the exhaust valve or valves 118a remain closed, but the upper plug 144 places the pipe in communication with the pipe 146; the lower bushel 142 puts in

communication la canalisation 140 avec la canalisation d'admission 16. communication the line 140 with the intake line 16.

Il en résulte que l'air frais, provenant du compresseur 14, emprunte les canalisations 16, 140 et 146 pour évacuer le mélange résiduel air/gaz As a result, the fresh air, coming from the compressor 14, passes through the pipes 16, 140 and 146 to evacuate the residual air / gas mixture.

brûlés se trouvant dans la canalisation 140 vers l'extérieur. burned in line 140 to the outside.

Lorsque le piston de moteur atteint le PMH, le cycle est prêt à When the engine piston reaches TDC, the cycle is ready to

recommencer.restart.

Sur les figures 14 et 15, on a représenté l'application de l'invention à un moteur M3 du type monocylindre à deux temps et à FIGS. 14 and 15 show the application of the invention to an M3 engine of the two-stroke single-cylinder type with

soupapes d'échappement et d'admission. exhaust and intake valves.

Les figures 14 et 15 représentent deux variantes qui correspondent aux variantes des figures 10 et 11 du moteur M2 du type uniflow. La seule différence, qui est commune aux deux variantes, réside dans le fait que la canalisation d'admission 16 débouche au sommet du Figures 14 and 15 show two variants which correspond to the variants of Figures 10 and 11 of the M2 motor of the uniflow type. The only difference, which is common to the two variants, is that the intake pipe 16 opens at the top of the

cylindre 1 o est prévue une ou plusieurs soupapes d'admission 217. cylinder 1 o is provided one or more intake valves 217.

Le fonctionnement de ce type de moteur est analogue aux précédents. The operation of this type of engine is analogous to the previous ones.

Bien que les deux variantes des figures 14 et 15 comportent un compresseur mono-étage, on pourrait également prévoir un compresseur bi-étages et/ou un dispositif de recirculation partielle des Although the two variants of FIGS. 14 and 15 comprise a single-stage compressor, one could also provide a two-stage compressor and / or a device for partial recirculation of the

gaz d'échappement, sans sortir du cadre de l'invention. exhaust gas, without departing from the scope of the invention.

Bien que cela ne soit pas représenté, les différents moteurs de l'invention peuvent être équipés d'injecteurs, pour l'injection directe ou indirecte d'essence ou de diesel, ou bien fonctionner avec des mélanges précarburés. Enfin, sur la figure 16, on a représenté un moteur M à quatre Although this is not shown, the various engines of the invention can be fitted with injectors, for direct or indirect injection of petrol or diesel, or else operate with precarburized mixtures. Finally, in FIG. 16, a motor M has been represented with four

cylindres 1 en ligne, comportant quatre compresseurs 14 du type mono- cylinders 1 in line, comprising four compressors 14 of the mono-type

étage à piston de compresseur basculant, dont les biellettes 11 sont représentées désaxées par rapport à l'axe du cylindre respectif, les compresseurs 14 étant disposés alternativement sur chaque face latérale tilting compressor piston stage, the connecting rods 11 of which are shown offset from the axis of the respective cylinder, the compressors 14 being arranged alternately on each side face

du carter cylindre 2.of the cylinder block 2.

Bien entendu, l'invention s'applique également à tous types de moteurs, mono ou poly-cylindres, en ligne ou en V. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent Of course, the invention also applies to all types of engines, single or poly-cylinders, in line or in V. Although the invention has been described in connection with several particular embodiments, it is obvious that '' it is in no way limited to it and includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these fall within

dans le cadre de l'invention.in the context of the invention.

Claims

1. Two-stroke internal combustion engine (M, M1, M2, M3), operating by admitting fuel mixture or by admitting fresh air with direct or indirect fuel injection, the engine comprising at least one cylinder (1) defining a combustion chamber (5) with variable volume, in which alternately moves an engine piston (4) which is coupled by a connecting rod (7) to the crank pin (8) of a crankshaft (9), and a compressor ( 14) associated with each cylinder in order to obtain a supercharging of the cylinder with fuel mixture or with fresh air, characterized in that said compressor (14) is a compressor comprising at least one stage, in the compression chamber (14a, 14b) of which moves a compressor piston (12, 112, 212), which is coupled to the crankshaft (9) by a connecting rod (11, 111) articulated on an eccentric (10), said eccentric

being mounted on the shaft of said crankshaft (9).

2. Engine according to claim 1, characterized in that the angle (0) of the dihedral, the edge of which is formed by the axis of the crankshaft (9) and the two half-planes of which extend respectively towards l eccentric (10) and the crank pin (8), is of the order of 90 to obtain a phase shift between the top dead centers (TDC) of the engine piston (4) and the compressor piston (12, 112, 212) associated with the same cylinder, phase shift which ensures maximum pressure in the compression chamber (14a, 14b) before the admission of the fuel mixture or

fresh air in the combustion chamber (5).

3. Engine according to claim 2, characterized in that, when the stage (14b) of the compression chamber, which communicates directly with the cylinder (1), is located between the compressor piston (1 12, 212) and the crankshaft (9), the crankpin (8) is out of phase with respect to the eccentric (10) in the direction of rotation (F) of the crankshaft, and vice versa, when the aforementioned stage (14a) is located side of the compressor piston (12, 112, 212) opposite the crankshaft, the eccentric is out of phase with respect to the

crankpin in the direction of rotation of the crankshaft.

4. Motor according to one of claims 1 to 3, characterized by the

fact that the displacement of the compressor (14) is of the order of magnitude that of the cylinder (1), but with a compressor piston (12, 112, 212) having a diameter significantly greater than the diameter of the engine piston (4 ), to obtain a small compression stroke (C) of the

compressor piston in the compression chamber.

5. Motor according to one of claims 1 to 4, characterized by the

causes the compressor piston (112, 212) to be integral in its center with a rod (121) articulated to the connecting rod (111) connecting with the eccentric (10), said rod being guided in translation in a

direction which intersects the cylinder axis (1).

6. Engine according to claim 5, characterized in that the compressor piston is a deformable membrane (212) connected at its periphery to the side wall of the compression chamber, said membrane preferably comprising a corrugation (212a ) at his

periphery to facilitate its deformation.

7. Engine according to claim 5, characterized in that the compressor piston is a rigid cylinder (112) movable in axial translation and provided at its periphery with at least one sealing segment.

8. Motor according to one of claims 1 to 4, characterized by the

causes the compressor piston (12) to be rigidly fixed at its center to the connecting rod (11) connecting with the eccentric (10), so that the compressor piston moves in the compression chamber (14a) by tilting alternating around the lower and upper parts of the compression chamber, the axis of the compressor (14) being offset, in the direction of the axis of the crankshaft (9), relative to

the axis of the cylinder (1).

9. Motor according to claim 8, characterized in that the compressor piston (12) has at its periphery a spherical edge (12a) provided with a spherical sealing segment (13) which is preferably immobile in rotation by relative to the compressor piston, in a position such that the segment slot is not

placed in the lower part of the compressor (14).

10. Motor according to one of claims 1 to 7, characterized by

the fact that the compression chamber has two stages (14a, 14b) located on either side of the compressor piston (112, 212), a first stage (14a or 14b) being supplied with a fuel mixture or with fresh air by a first non-return valve (115a) or a valve, and connected by a discharge pipe (130) provided with a second non-return valve (130a) or a valve, on the second stage (14b or 14a) which communicates with the cylinder (1) by an intake manifold (16) possibly fitted with a third non-return valve (16a) or a valve.

11. Motor according to one of claims 1 to 10, characterized by

the fact that it is equipped with an additional volume (40, 140) communicating with the cylinder (1) through shutter and opening means (42, 44; 142, 144), whose movements are controlled io synchronously or phase shifted with those of the engine piston (4) in the cylinder, so that, during the expansion phase, the burnt gases compress the air in the additional volume by penetrating at least partially, that this mixture of air and burnt gases is trapped therein under pressure, then that this mixture is admitted into the

cylinder during the compression phase.

12. Engine according to claim 11, characterized in that after the mixture of air and burnt gases previously trapped in the additional volume (40, 140), has been admitted into the cylinder (1), said additional volume is again filled with fresh air from

compressor (14).

13. Motor according to claim Il or 12, characterized in that the aforementioned closure and opening means comprise two rotary shutters (42, 44; 142, 144), for example rotary valves with several channels, connected between them by the additional volume (40, 140), one (42, 142) of the shutters being associated with the compressor (14) and the other shutter (44, 144) at the exhaust of the

cylinder (1).

14. Engine according to claim 13, characterized in that the two rotary shutters are arranged so that the following operations take place: initially, when the engine piston (4) is in the vicinity of its TDC, a flow air from the compressor (14) passes through the lower shutter (42, 142) associated with the compressor, scans the additional volume (40, 140), passes through the upper shutter (44, 144) associated with the exhaust and escapes to the outside via an exhaust manifold; secondly, from about half of the expansion stroke of the engine piston, on the one hand, the upper shutter (44, 144) puts the cylinder (1) in communication with the additional volume for the fill with a mixture of air and burnt gases under pressure, and on the other hand, the cylinder communicates with the exhaust; thirdly, the upper shutter traps the air and burnt gas mixture in the additional volume; in a fourth stage, the air coming from the compressor (14) is admitted into the cylinder, and in a fifth stage, at the start of the compression stroke of the engine piston, the

trapped and pressurized mixture is admitted into the cylinder.

15. Motor according to claims 10 and 14 taken

combination, characterized in that the upper shutter (44) is connected to the cylinder (1) by a pipe (45) arranged in the lower part of the cylinder and the lower shutter (42) is interposed on the delivery pipe (130 ) between the two stages (14a, 14b) of the compressor (14), so that the additional volume (40) is pressurized by means of the burnt gases coming from the cylinder (1) through the upper shutter (44) and either emptied into the cylinder through the pipe (45)

connected to the upper shutter.

16. Engine according to claim 14, characterized in that the upper shutter (144) is associated with at least one exhaust valve (I 18a) located at the top of the cylinder (1) and the lower shutter (142) is connected to the cylinder (1) by a pipe (141) arranged in the lower part of the cylinder, so that the additional volume (140) is pressurized by its upper end by means of the burnt gases coming from the exhaust valve ( 118a) through the upper shutter (144), and is emptied into the cylinder by its

lower end through the lower shutter (142).

17. Motor according to one of claims 1 to 15, characterized by

the fact that it is of the loop scanning type (M1), in which the fuel mixture or the fresh air is admitted from the compressor (14) by an intake manifold (16) opening through lights (17 ) in the lower part of the cylinder (1) with an orientation such that the mixture or the air is introduced with an upward rotation movement in a loop, while the burnt gases of the preceding cycle are evacuated by exhaust lights (18) also arranged in the lower part of the cylinder.

18. Motor according to one of claims 1 to 14 and 16,

characterized by the fact that it is of the uniflow type (M2), in which the fuel mixture or the air is admitted in the lower part of the cylinder (1) through intake ports distributed at the base of the cylinder and supplied by a crown (117) itself connected to the compressor (14), while the burnt gases from the previous cycle are evacuated through one or more exhaust valves (118a) provided at the top of the cylinder.

19. Motor according to one of claims 1 to 14 and 16,

o characterized by the fact that it is of the exhaust and intake valve type (M3), in which the valves (118a, 217) are located at the top of the cylinder (1) and the intake valve (s) (217) are

supplied by the compressor (14).

20. Motor according to one of claims 1 to 19, characterized by

the fact that it is of the type with several in-line cylinders (M), in which the compressors (14) associated with each cylinder (1) are arranged

alternately on each side of the cylinder block (2).