FR2833647A1

FR2833647A1 - Moteur a combustion interne entrainant un compresseur

Info

Publication number: FR2833647A1
Application number: FR0116280A
Authority: FR
Inventors: Daniel Drecq
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-06-20

Abstract

Ce moteur à combustion interne à deux ou à quatre temps, comporte au moins un cylindre de moteur définissant une chambre de combustion, un piston de moteur (4) qui se déplace alternativement dans ledit cylindre de moteur et est attelé par une bielle (11) à un vilebrequin (9) de manière à entraîner ledit vilebrequin en rotation, et au moins un compresseur comprenant un piston de compresseur engagé dans ledit cylindre de compresseur de manière à définir au moins une chambre de compression à volume variable, un organe suiveur de came (28) étant relié audit piston de compresseur pour l'entraîner, ledit organe suiveur de came étant maintenu en contact avec un profil de came (33) porté par ledit vilebrequin et conçu de manière à entraîner ledit piston de compresseur par l'intermédiaire de l'organe suiveur de came selon un mouvement alternatif lors de la rotation dudit vilebrequin.

Description

La présente invention concerne un moteur à combustion interne à deux ou à quatre temps, comportant un ou plusieurs cylindres, et fonctionnant par admission de mélange carburé ou par admission d'air frais avec injection directe ou indirecte de carburant.

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 pour le moteur à deux temps, 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 aux moteurs à plusieurs cylindres à deux ou à quatre temps, en ligne ou en V, pour tout usage.

On connaît déjà un moteur monocylindre à deux temps qui fonctionne par aspiration naturelle dans le cylindre d'un mé lange 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 de moteur.

WO 00/40845 divulgue un moteur à combustion interne à deux ou à quatre temps, fonctionnant par admission de mélange carburé ou par admission d'air frais avec injection directe ou indirecte

de carburant, ledit moteur comportant au moins un cylindre de moteur définissant une chambre de combustion, un piston de moteur qui se déplace alternativement dans ledit cylindre de moteur et est attelé par une bielle à un vilebrequin de manière à entraîner ledit vilebrequin en rotation, et au moins un compresseur comprenant un cylindre de compresseur et un piston de compresseur engagé dans ledit cylindre de compresseur de manière à définir au moins une chambre de compression à volume variable. Ce document divulgue plusieurs types de moteurs munis d'un compresseur.

Un premier type de moteur est le type à balayage en boucle, qui fonctionne avec un compresseur volumétrique, 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 dans le cylindre, pendant que les gaz brûlés du cycle précédent sont évacués par les 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 la consommation et la pollution de l'environnement.

Un autre type de moteur connu est le 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

rotation de l'air, ce qui est nécessaire pour obtenir un bon rendement.

Ce moteur permet de consommer encore moins de carburant que le moteur à balayage en boucle et permet également de réduire les émissions polluantes vers l'extérieur.

Encore un autre type de moteur connu est le type 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 où l'admission s'effectue par des lumières, une partie de la course de compression et de la course de détente est perdue.

Ces moteurs ont un coût bien supérieur au moteur à aspiration naturelle, car ils comportent plus d'organes, notamment le compresseur, et en outre, pour le moteur uniflow et le moteur à soupapes d'échappement et d'admission, une commande de soupape.

Ainsi, il est souhaitable de réduire le coût de ces moteurs et d'améliorer leur fonctionnement.

Le but de l'invention est de munir un moteur à combustion interne, à deux ou à quatre temps, par exemple du type à balayage en boucle, uniflow ou à soupapes, ou à quatre temps à soupapes, d'un compresseur dont le coût soit réduit. Un autre but de l'invention est d'améliorer le rendement et de réduire les émissions polluantes d'un tel moteur muni d'un compresseur.

A cet effet, l'invention a pour objet un moteur tel que susmentionné, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe suiveur de came relié audit piston de compresseur pour entraîner ledit piston de compresseur, ledit organe suiveur de came étant maintenu en contact avec un profil de came porté par ledit vilebrequin pendant au moins une partie de la course de rotation dudit vilebrequin, ledit profil de came étant conçu de manière à entraîner ledit piston de compr esseur par l'intermédiaire de l'organe suiveur de came selon un mouvement alternatif dans ledit cylindre de compresseur lors de ladite course de rotation du vilebrequin.

De préférence, la bielle est reliée à un maneton du vilebrequin, ledit vilebrequin présentant une partie de contrepoids désaxée à l'opposé dudit maneton pour équilibrer ledit vilebrequin, une partie dudit profil de came étant porté par ladite partie de contrepoids.

Le contrepoids est une partie du vilebrequin qui présente toujours une forte asymétrie par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin. De ce fait, la réalisation d'un profil de came de la forme souhaitée au niveau du contrepoids n'implique pas de modifications profondes de la structure du vilebrequin, ce qui permet de réduire le

coût d'obtention du compresseur. cout
Avantageusement dans ce cas, l'organe suiveur de came présente une forme globalement en U avec deux branches et coopère avec ladite partie de contrepoids du vilebrequin de part et d'autre dudit maneton par des extrémités respectives des deux branches dudit organe suiveur de came.

Dans ce cas, les deux branches présentent un espacement suffisant pour laisser le maneton passer entre elles lors de la rotation du vilebrequin. Cette réalisation permet d'équilibrer l'organe su iveur de came et l'existence de deux zones de contact avec le vilebrequin réduit l'usure des zones concernées.

De préférence dans ce cas, le piston de compresseur est relié audit organe suiveur de came sensiblement au milieu d'une base dudit organe suiveur de came reliant les deux branches, de manière qu'un axe dudit piston de compresseur soit sensiblement coplanaire avec un axe du piston de moteur. Cet agencement permet de réduire l'encombrement du moteur muni du compresseur en prévoyant le cylindre de moteur et le cylindre de compresseur dans un même plan orthogonal à l'axe de rotation du vilebrequin, décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, par exemple perpendiculaires.

Avantageusement, un carter du moteur, dans lequel est monté en rotation ledit vilebrequin, porte des moyens pour guider ledit organe suiveur de came en translation selon une direction axiale du cylindre de compresseur.

De préférence, le piston de compresseur comporte une membrane étanche souple dont une bordure périphérique est fix ée de manière étanche à une paroi latérale du cylindre de compresseur et au

moins une plaque rigide fixée contre une partie centrale de ladite membrane, ladite ou lesdites plaque (s) rigide (s) étant reliée (s) audit organe suiveur de came pour être entraînée (s) en va-et-vient par rapport au cylindre de compresseur, une partie intermédiaire de ladite membrane située entre ladite partie centrale et ladite bordure périphérique étant apte à se déformer lors des déplacements de ladite ou desdites plaque (s) rigide (s).

Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'organe suiveur de came est agencé entre ledit piston de compresseur et ledit vilebrequin, un moyen élastique de rappel étant agencé de manière à rappeler ledit piston de compresseur et ledit organe suiveur de came vers ledit vilebrequin.

De préférence dans ce cas, ledit moyen élastique de rappel est un ressort de compression agencé dans la chambre de compression et en appui sur ledit piston de compresseur ou agencé entre ledit organe suiveur de came et un carter dudit moteur.

Avantageusement, un organe de butée est porté par un carter dudit moteur pour arrêter ledit organe suiveur de came à une position de butée lors d'une autre partie de la course de rotation du vilebrequin, pendant laquelle ledit organe suiveur de came n'est plus en contact avec ledit profil de came.

Le moteur selon l'invention muni d'un compresseur permet ainsi d'obtenir à faible coût un compresseur entraîné par un moteur à combustion interne. Un tel compresseur peut être utilisé pour satisfaire un besoin en air comprimé.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite chambre de compression ou, lorsqu'il y en a plusieurs, une desdites chambres de compression, est reliée par une conduite d'admission audit cylindre de moteur ou, lorsqu'il y en a plusieurs, à un ou à chacun desdits cylindres de moteur, pour obtenir une suralimentation dudit cylindre de moteur en mélange carburé ou en air frais, ladite conduite d'admission aboutissant au niveau d'un organe d'admission dudit cylindre de moteur. Le profil de came est alors conçu pour définir, entre un point mort haut du piston de moteur associé audit cylindre de moteur et un point mort haut du piston de compresseur associé à la chambre de compression à laquelle ledit cylindre de moteur

est relié, un déphasage qui assure, à un régime de fonctionnement prédéterminé, qu'une pression de suralimentation, engendrée par ledit piston de compresseur dans la chambre de compression reliée audit cylindre de moteur et propagée à travers ladite conduite d'admission, atteigne une valeur maximale au niveau dudit cylindre de moteur sensiblement au moment de l'obturation de l'organe d'admission dudit cylindre de moteur.

Cette caractéristique permet d'obtenir un moteur suralimenté, dans lequel la combustion est plus complète, ce qui accroît le rendement et réduit la pollution à l'échappement. Le choix de produire le maximum de pression dans la chambre de combustion du cylindre de moteur sensiblement au moment de l'obturation de l'organe d'admission permet d'optimiser, pour le régime de fonctionnement voulu, la quantité d'air frais ou de mélange carburé introduite dans le cylindre de moteur à chaque cycle, tout en contrôlant la richesse du mélange, ce qui augmente le couple et la puissance mécanique. Il est à noter que le déphasage entre les points morts hauts du piston de compresseur et du piston de moteur est choisi de manière à obtenir une pression maximale dans le cylindre de moteur au moment de l'obturation de l'organe d'admission, de sorte que la valeur géométrique de ce déphasage peut varier dans de grandes proportions en fonction de nombreux paramètres de construction et de fonctionnement du moteur et du compresseur.

Avantageusement, le profil de came présente une zone angulaire qui, lorsqu'elle coopère avec ledit organe suiveur de came, amène ledit piston de compresseur à une position correspondant à la production d'un pic de pression de suralimentation dans ladite chambre de compression, l'angle d'un dièdre, dont le sommet est formé par l'axe de rotation du vilebrequin et dont les deux demi-plans s'étendent respectivement vers ledit maneton et vers ladite zone angulaire du profil de came, étant calculé en fonction dudit régime de fonctionnement prédéterminé et d'une longueur de ladite conduite d'admission pour permettre audit pic de pression de suralimentation se propageant dans ladite conduite d'admission entre ladite chambre de compression et ledit cylindre de moteur d'atteindre ledit cylindre de

moteur sensiblement au moment de ladite obturation de l'organe d'admission.

En général, la position de production du pic de pression dans la chambre de compression est située sur la course de compression du piston de compresseur et précède son point mor t haut d'une quantité qui dépend notamment des clapets installés à la sortie de ladite chambre de compression. Il en résulte que l'angle du dièdre, choisi de manière à obtenir le pic de pression dans le cylindre de moteur au moment de l'obturation de l'organe d'admission, peut prendre de nombreuses valeurs géométriques en fonction du régime de fonctionnement optimal souhaité, de la configuration de la conduite d'admission, de la nature des clapets, etc.

Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, ledit organe d'admission comporte une ou plusieurs lumière (s) agencée (s) dans une partie basse dudit cylindre de moteur de manière à être découverte (s) par ledit piston de moteur lorsque ledit piston de moteur est dans un intervalle autour de son point mort bas et à être obturée (s) par ledit piston de moteur pendant le reste du cycle dudit piston de moteur.

Selon une autre forme de réalisation particulière de l'invention, ledit organe d'admission comporte une soupape d'admission commandée agencée au niveau d'un sommet dudit cylindre de moteur.

Avantageusement, le régime de fonctionnement prédéterminé correspond à l'obtention d'un maximum de couple ou d'un maximum de puissance mécanique sur un arbre de sortie dudit moteur.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence au dessin annexé. Sur ce dessin : - la figure 1 est une vue en perspective d'un moteur monocylindre à deux temps selon un premier mode de réalisation de l'invention, le piston de moteur étant à son

Point Mort Haut (PMH), le cylindre de moteur étant omis et le carter étant en demi-coupe, - la figure 2 est une autre vue en perspective du moteur de la figure 1, le cylindre de compresseur et le carter étant omis, - la figure 3 est une vue agrandie en perspective du vilebrequin et de l'organe suiveur de came du moteur de la figure 1, - la figure 4 est une vue agrandie en perspective d'une variante de réalisation de l'organe suiveur de came du moteur de la figure 1,

- les figures 5 et 6 illustrent schématiquement deux positions de fonctionnement du moteur de 1 a figure 1 après respectivement 90 et 270 de rotation du vilebrequin par rapport au PMH du piston de moteur, - les figures 7 et 8 montrent en coupe transversale une variante de réalisation du moteur de la figure 1, dans deux positions de fonctionnement correspondant respectivement au PMH et au PMB du piston de moteur, - la figure 9 représente, pour un cycle de fonctionnement du moteur de la figure 7, l'évolution du volume de la chambre de compression du compresseur et l'évolution de la pression dans la chambre de compression, - la figure 10 représente, de manière analogue à la figure 9, l'évolution du volume de la chambre de combustion du moteur, l'évolution de la pression dans la chambre de combustion et l'état d'un organe d'admission du cylindre de moteur.

- les figures 11 et 12 représentent, pour trois types de moteurs distincts, l'évolution respective du couple de sortie et de la puissance mécanique de sortie en fonction du régime de fonctionnement, - les figures 13 à 16 représentent en coupe transversale un moteur monocylindre à quatre temps selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, à quatre étapes successives de son cycle de fonctionnement.

En référence aux figures 1 et 2, on décrit maintenant un premier mode de réalisation de moteur selon l'invention, destiné en particulier à une tronçonneuse.

Le moteur Ml est un moteur monocylindre à deux temps comportant un bloc cylindre 1 à l'intérieur duquel est ménagé un cylindre dans lequel s'engage un piston de moteur 4 muni à sa périphérie de segments d'étanchéité 6. Le bloc cylindre 1 se fixe au niveau d'une bride de fixation la sur la paroi supérieure d'un carter 2 globalement parallélépipédique. Le bloc cylindre 1 porte des ailettes de refroidissement 5 sur sa face extérieure. Un alésage 7 est ménagé dans le sommet du bloc cylindre 1 pour recevoir une bougie d'allumage, non représentée. Le bloc cylindre 1 porte sur sa paroi latérale une bride 10 munie d'un alésage 8 et destinée à recevoir un collecteur d'échappement. Bien que non représenté, un circuit d'admission d'air est bien sûr également prévu.

Un vilebrequin 9 est monté en rotation dans le carter 2 au moyen de deux roulements à billes 3 dont les bagues extérieures respectives 3b sont fixées dans des parois latérales opposées 2a du carter 2 et dont les bagues intérieures respectives sont fixées au vilebrequin 9. Le piston de moteur 4 est attelé au vilebrequin 9 par une bielle 11 dont le pied est articulé au piston 4 par un axe de pivotement 12 et dont la tête llb est fixée de manière pivotante à un mane ton 31 du vilebrequin 9. Lors du fonctionnement du moteur, le mouvement de va-et-vient du piston de moteur 4 dans le cylindre de moteur entraîne le vilebrequin 9 en rotation selon la technique connue.

Sur une extrémité du vilebrequin 9 est fixé un volant d'inertie 14 qui est muni de pales 14a pour remplir en même temps la fonction de ventilateur de refroidissement et est réalisé en matériau magnétique afin d'induire, lors de sa rotation, une tension électrique dans un bobinage de stator, non représenté. Cette tension induite permet d'alimenter la bougie d'allumage et dispense de munir le moteur Ml d'une batterie d'alimentation électrique. A l'autre extrémité du vilebrequin 9, est monté un embrayage 15 permettant d'accoupler le vilebrequin 9 à un pignon de sortie 16 pour entraîner une chaîne de tronçonneuse.

Le moteur Ml est muni d'un compresseur 17, partiellement représenté sur les figures 1 et 2. Le compresseur 17 comporte un cylindre dont l'axe est orienté perpendiculairement à l'axe de rotation du vilebrequin 9 et perpendiculairement à l'axe du cylindre de moteur et un piston de compresseur 20. Une partie de base 18 du cylindre de compresseur est formée d'un seul tenant avec le carter 2 et se raccorde par une paroi de raccordement cylindrique 22 à une paroi latérale 19 du carter 2 qui est parallèle à l'axe de rotation du vilebrequin 9. La partie de base 18 du cylindre comprend une paroi de fond 18c parallèle à la paroi 19 et présentant une ouverture circulaire en son centre. La face interne de la paroi de fo nd 18c présente autour de l'ouverture centrale un lamage destiné à recevoir le bord d'une rondelle d'appui 21a du piston de compresseur 20 lorsque celui-ci est à son point mort bas, comme à la figure 1. La paroi de fond 18c se prolonge par une paroi latérale cylindrique 18b qui définit la section de la chambre de compression du compresseur 17. La paroi latérale cylindrique 18b se prolonge par un rebord 18a en saillie radiale vers l'extérieur. Le rebord 18a comporte un lamage pour recevoir une partie de bordure d'une membrane en disque 23 et constitue une bride de fixation pour assembler une partie de couvercle 24 du cylindre de compresseur, représentée à la figure 7.

Une partie centrale de la membrane 23 est prise en sandwich entre la rondelle d'appui 21a et une deuxième rondelle d'appui 21b du piston de compresseur 20. Un élément de fixation 27, par exemple une vis, un rivet ou un axe et un circlips, est engagé à travers le centre des rondelles d'appui 21a-b et de la membrane 23 pour les assembler de manière étanche entre eux et d'assembler la rondelle d'appui 21a à un guide-piston 28 permettant d'entraîner le piston 20, qui comporte donc les rondelles d'appui 21a-b et la membrane 23 assemblés. La membrane 23 est réalisée en matériau étanche et souple, par exemple en fine feuille d'acier, en silicone ou en élastomère du type caoutchouc.

En référence à la figure 7, après assemblage de la partie de couvercle 24 sur la partie de base 18 du cylindre de compresseur, la partie de bordure de la membrane 23 se trouve coincée de manière étanche entre le rebord 18a et un rebord correspondant 24a de la partie

de couvercle 24. La membrane 23 délimite une chambre de em compression 25 à volume variable entre elle-même et la paroi d'extrémité 26 de la partie de couvercle 24. La partie de couvercle 24 et la partie de base 18 définissent ensemble le cylindre de compresseur.

La paroi d'extrémité 26 présente un lamage cylindrique 44 pour recevoir la rondelle 21b lorsque le piston de compresseur 20 est à son point mort haut. Les rondelle 21a et 21b sont conçues de manière à maximiser le volume d'air déplacé dans le cylindre de compresseur.

Toutefois, leur diamètre reste suffisamment inférieur au diamètre intérieur du cylindre de compresseur pour laisser se déformer librement une portion intermédiaire de la membrane 23 entre les rondelles 21a et 21b et la paroi latérale du cylindre de compresseur.

Un ressort hélicoïdal 43 est agencé dans la chambre de compression 25 avec une extrémité en appui sur la paroi 26 et l'autre extrémité en appui sur la rondelle 21b, de manière à solliciter le piston 20 et le guide-piston 28 en direction du vilebrequin 9.

De retour aux figures 1 et 2, le guide-piston 28 est un arceau en U dont la base 28a est fixée contre la rondelle d'appui 21a et dont les deux branches 28b s'étendent parallèlement à l'axe du cylindre de compresseur le long des parois latérales 2a du carter 2, qui sont perpendiculairement adjacentes à la paroi latérale 19. Dans l'alignement de chacune des deux parois 2a opposées, la paroi de raccordement cylindrique 22 porte sur sa face interne une paire de nervures de guidage 30 espacées de manière à recevoir entre elles une branche 28b pour la guider en translation selon l'axe du cylindre de compresseur.

En référence à la figure 3, le guide-piston 28 et le vilebrequin 9 vont être décrits plus en détails.

Comme il a été dit, le vilebrequin 9 comporte une partie d'extrémité 9a de section cylindrique destinée à recevoir le volant d'inertie 14, une autre partie d'extrémité 9b, opposée et coaxiale à la partie 9a, qui présente une forme tronconique et est destinée à coopérer avec l'embrayage 15. Les parties 9a et 9b définissent l'axe de rotation du vilebrequin 9, désigné par A. Entre elles est agencé un maneton cylindrique 31 dont l'axe est parallèle et décalé par rapport à l'axe de rotation A et qui est assemblé aux parties 9a et 9b par deux plaques de

raccord 32 respectives, qui sont symétriques par rapport au plan médian du maneton 31. Les plaques de raccord 32 portent respectivement les parties 9a et 9b sensiblement au centre de la face opposée au maneton 31.

Chaque plaque de raccord 32 se présente, dans le sens de l'épaisseur, sous la forme de deux demi-plaques dont le contour diffère. Pour chaque plaque 32, la demi-plaque attenante au maneton 31 présente, perpendiculairement à l'axe A, une section en forme de poire comportant une partie d'extrémité étroite 32a, dont le bord périphérique est sensiblement hémicylindrique et qui porte le maneton 31, une partie médiane 32b dont le bord périphérique est concave et décrit un secteur angulaire d'environ 60 , et un partie d'extrémité large 32c, dont le bord périphérique est sensiblement en portion de cylindre sur un secteur angulaire d'environ 120 avec un rayon double par rapport à la partie 32a. Le bord de la partie 32c se raccorde avec le bord concave de la partie 32b par une épaule arrondie 32d de forte courbure. La partie 32c est désaxée à l'opposé du maneton 31 par rapport à l'axe A pour former un contrepoids. Ce contrepoids est couramment conçu de manière à compenser la totalité de la masse rotative formée par le maneton 31 et une partie, par exemple 50%, de la masse alternative formée par le piston de moteur 4 et la bielle 11.

Un chanfrein plan 35 est formé dans la face opposée au maneton 31 à l'extrémité de la partie 32a.

Pour chaque plaque de raccord 32, l'autre demi-plaque, dans le sens de l'épaisseur, présente un bord périphérique 33 conformé selon un profil de came souhaité. Au niveau de la partie médiane 32b, le bord périphérique 33 comporte une partie 33b alignée avec le bord concave de la partie 32b de l'autre demi-plaque. Au niveau de l'extrémité tournée vers le maneton 31, le bord 33 présente une partie 33a en arc de cercle radialement en retrait par rapport au bord hémicylindrique de la partie 32a et de plus faible courbure. Un chanfrein plan 36 est formé sur la face externe de cette demi-plaque au niveau de l'extrémité tournée vers le maneton. Au niveau de l'extrémité tournée à l'opposé du maneton 31, le bord 33 présente une partie 33c sensiblement hémicylindrique ayant une plus forte courbure que le bord de la partie 32c. La partie de bord 33c est tangente au bord

de la partie 32c au niveau de l'extrémité de la plaque 32 opposée au maneton 31. Cette zone de tangence 33d constitue la partie du bord 33 dont la distance radiale par rapport à l'axe A est la plus grande. La partie du bord 33 dont la distance radiale par rapport à l'axe A est la plus petite est constituée par la partie 33b alignée avec le bord concave de 32b.

On notera que la forme du bord périphérique 33 décrit cidessus correspond à un cas particulier dans lequel la partie 33d du bord 33 qui assure l'excursion maximale du piston de compresseur est située à 180 du maneton. Ce cas particulier est aussi représenté à la figure 5. Cependant, la partie du profil de came assurant l'excursion maximale du piston de compresseur peut être située en tout autre point du profil de came en fonction de l'application envisagée.

Sur la figure 6, on a représenté deux variant es de conception du profil de came. Dans une première variante, la zone de tangence 33d entre la partie de bord 33c et la partie de bord 32c est tournée à environ 135 du maneton dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans une seconde variante, la zone de tangence 233d entre la partie de bord 233c et la partie de bord 32c est tournée à environ 1 50 du maneton dans le sens inverse.

Par exemple, le bord 33 est réalisé en usinant la face opposée au maneton 31 d'une plaque de raccord 32 ayant initialement une section uniforme sur toute son épaisseur. Dans ce cas, la demiplaque tournée vers le maneton est celle qui n'est pas affectée par l'usinage du bord périphérique 33.

On notera que le vilebrequin 9 n'est pas substantiellement déséquilibré par l'enlèvement de matière résultant de l'usinage du bord périphérique 33, car la quantité de matière concernée est petite en regard de l'ensemble du contrepoids. Cependant, il est possible de compenser cet enlèvement de matière par un ajout de matière correspondant sur la demi-plaque tournée vers le maneton.

Le guide-piston 28 est formé à partir d'un profilé creux dont deux parties d'extrémité sont coudées à angle droit par rapport à une partie intermédiaire pour former respectivement les deux branches 28b et la base 28a d'un U. Le guide-piston 28 est symétrique par rapport à un plan médian, qui est vertical dans la figure 3. La base 28a

porte en son milieu une gaine cylindrique 28d pour recevoir l'élément de fixation 27. Chaque branche 28b porte à son extrémité un patin glisseur 34 en forme de secteur cylindrique dont l'axe est orienté parallèlement à la base 28a et dont la paroi cylindrique 34a est tournée à l'opposée de la base 28a pour coopérer avec le vilebrequin 9.

L'écartement entre les deux patins 34 coïncide avec l'écartement entre les bords périphériques 33 formés dans les deux plaques de raccord 32, de sorte que la paroi cylindrique 34a de chaque patin 34 vient en contact glissant contre un bord 33 respectif.

La figure 4 représente un guide-piston 228 réalisé selon une variante du guide-piston 28 de la figure 3. Les parties du guide piston 228 analogues à celles du guide piston 28 portent le même chiffre de référence augmenté de 200. La principale différence entre ces deux réalisations est que les patins 34 du guide piston 28 sont situés dans le prolongement des branches 28b, tandis que les patins 234 du guide piston 228 sont décalés l'un vers l'autre par rapport aux branches 228b. L'angle du secteur cylindrique formé par les patins 34 et 234 est par exemple compris entre 120 et 180 . Le guide piston 228 fonctionne de la même manière que le guide-piston 28 et est employé lorsqu'il est nécessaire de prévoir un certain écartement entre la plaque de raccord 32 du vilebrequin et la paroi latérale 2a du carter 2.

Comme visible sur la figure 4, chacune des branches 228b présente une rainure longitudinale sur sa face latérale externe destinée à faire face à une paroi latérale du carter. Cette rainure permet de loger un ressort de compression 243 pour rappeler le guide-piston 228 vers le vilebrequin, non représenté. Dans ce cas, on équipe chaque paroi 2a du carter d'une nervure de guidage 230 positionnée de manière à s'engager à l'intérieur de la rainure longitudinale de la branche 228b. La nervure de guidage 230 permet de guider le guide-piston en translation et de comprimer le ressort 243 entre elle-même et une paroi d'extrémité de la rainure lorsque le guide-piston 228 s'écarte du vilebrequin.

En référence aux figures 5 et 6, on décrit maintenant un exemple de fonctionnement du moteur Ml décrit ci-dessus. Sur ces figures, seuls sont représentés le piston de moteur 4, dont on suppose qu'il est entraîné en mouvement alternatif dans un cylindre de moteur

non représenté, le vilebrequin 9 qui est entraîné en rotation par rapport au carter non représenté par la bielle 11 du piston 4, et le guide piston 28, qui est supposé être guidé en translation par rapport au carter non représenté parallèlement à l'axe du cylindre de compresseur non représenté et être relié au piston de compresseur non représenté pour l'entraîner. Par ailleurs, un organe élastique, non représenté, rappelle le guide piston 28 vers le vilebrequin 9 de manière à maintenir les patins 34 en contact contre les bords 33.

A la figure 5, le piston de moteur 4 a effectué, sous la pression des gaz de combustion produits dans le cylindre de moteur, la moitié de sa course de détente depuis son point mort haut, dans le sens de la flèche D. Le vilebrequin 9 a conjointement tourné de 90 . Au cours de cette rotation, chaque patin 34 a glissé sur un des bords 33, qui sont identiques, et plus précisément le long de la partie 33c dudit bord 33, avec un accroissement de la distance à l'axe A, jusqu'à atteindre la zone 33d. Le guide piston 28 a ainsi été écarté du vilebrequin 9 à l'encontre de l'organe élastique de rappel, dans le sens de la flèche E. Dans la position représentée à la figure 5, l'éloignement du guide piston 28 est maximal, ce qui correspond au point mort haut du piston de compresseur, non représenté. On notera que la figure 5 représente, comme la figure 3, le cas particulier d'un profil de came dans lequel la partie assurant un maximum de levée du piston de compresseur est tournée à 180 du maneton.

A la figure 6, le piston de moteur 4 a dépassé son point mort bas et a effectué la moitié de sa course de compression dans le cylindre de moteur, dans le sens de la flèche U. Le vilebrequin 9 a conjointement tourné de 1800 supplémentaires par rapport à la figure 5. Au cours de cette rotation, chaque patin 34 a glissé le long de la partie 33c des bords 33 avec une décroissance de la distance à l'axe A.

Le guide piston 28 s'est ainsi rapproché du vilebrequin 9 sous la poussée de l'organe élastique de rappel, dans le sens de la flèche P, jusqu'à venir en butée contre deux plaques d'arrêt 54, dont une est visible à la figure 1, qui sont chacune fixées sur un e paire de nervures de guidage 30 dans le carter du moteur.

Il est à noter que lorsque le guide piston 28 est en butée par sa base 28a sur les plaques d'arrêt 54, la paroi 34a des patins 34

est à une distance de l'axe A sensiblement égale au rayon R de l'arc de cercle décrit par la partie de bord 33a, ou à peine plus grande. En fait, le guide-piston 28 reste en butée sur les plaques d'arrêt 54 sans se déplacer significativement pendant toute une partie de la course de rotation du vilebrequin 9, c'est-à-dire pendant que la partie du profil de came définie par la séquence de points B, C, H, J (voir figure 6) se trouve en face des patins 34.

Les points B et J, qui marquent les extrémités de la partie de bord 33c, sont à une distance de l'axe A sensiblement égale au rayon R, de sorte que le contact entre le guide piston 28 et la partie de bord 33c est établi et interrompu de manière tangentielle, sans à-coup, au cours du cycle de fonctionnement du moteur.

On comprend que le bord 33 constitue ainsi un profil de came qui entraîne le guide piston 28, et donc le piston de compresseur, dans un mouvement de va-et-vient au cours de la rotation du vilebrequin, ce qui permet de comprimer de l'air dans le cylindre de compresseur. Le profil des bords 33 peut être agencé pour entraîner un ou plusieurs mouvements alternatifs du guide piston 28 à chaque tour de vilebrequin.

Il est à noter qu'un moyen autre qu'un organe élastique peut être utilisé pour maintenir le guide piston 28 en contact avec le vilebrequin 9, par exemple l'engagement d'un ergot dans une rainure.

Le moteur Ml muni du compresseur 17 peut être utilisé pour générer de l'air comprimé que l'on peut collecter à la sortie du cylindre de compresseur pour satisfaire un besoin en air comprimé, par exemple pour alimenter un actionneur pneumatique ou autre. On va maintenant décrire, en référence aux figures 7 et 8, une variante de réalisation du moteur Ml dans laquelle le compresseur 17 sert à suralimenter le moteur.

Le moteur représenté à la figure 7, désigné globalement par M2, ne présente que quelques différences de construction par rapport au moteur Ml des figures 1 et 2, de sorte que les mêmes chiffres de référence sont utilisés pour désigner les éléments identiques ou analogues à ceux des figures précédentes.

La bougie d'allumage 35 est agencée au sommet du bloccylindre 1. Le moteur M2 est constitué du bloc-cylindre 1, d'un

deuxième bloc qui forme le carter 2 et d'un troisième bloc qui forme la partie de couvercle 24 du cylindre de compresseur, laquelle porte également des ailettes de refroidissement 41. Le piston de compresseur 20 se déplace alternativement à l'intérieur de la chambre de compression 25 du compresseur 17 attaché au carter 2. La chambre de compression 25 du compresseur 17 est alimentée en mélange carburé ou en air frais par une canalisation d'aspiration 36 munie d'un clapet d'aspiration anti-retour 37. Le mélange carburé ou l'air frais sous pression est refoulé à partir du compresseur 17 vers une canalisation d'admission 38 munie d'un clapet de refoulement anti-retour, visible à la référence 113 de la figure 13. La canalisation d'admission 38 débouche en partie basse du cylindre de moteur 39 par une ou plusieurs de lumière (s) 40 ayant une orientation telle que le mélange ou l'air sous pression soit introduit avec un mouvement de rotation ascendant en boucle dans le cylindre 39. L'alésage 8 de la bride de fixation 10 pour le collecteur d'échappement débouche en partie basse du cylindre 39, sensiblement au même niveau que la ou les lumière (s) d'admission 40. La cylindrée du cylindre de moteur 39 est sensiblement du même ordre de grandeur que la cylindrée du compresseur 17, mais le piston de compresseur 20 présente un diamètre nettement supérieur à celui du piston de moteur 4, de façon que la course de compression du piston de compresseur 20 soit relativement faible.

Dans une variante de réalisation non représentée, la canalisation d'admission 38 est munie d'un échangeur de chaleur véhiculant un réfrigérant, par exemple de l'eau, ou bien de l'air frais soufflé pour un moteur à refroidissement à air, pour refroidir l'air en sortie du compresseur 17, ce qui permet d'augmenter la masse d'air admise dans le cylindre de moteur 39.

Le fonctionnement du moteur M2 va maintenant être décrit. Sur la figure 7, le piston de moteur 4 est en fin de course de compression, à son PMH, alors que le piston de compresseur 20 est à son PMB, c'est-à-dire dans sa position la plus à droite sur la figure 7.

En cours de détente, sous l'action de la combustion des gaz dans la chambre de combustion 29, définie dans le cylindre 39 entre le piston 4 et la culasse 42, le piston de moteur 4 descend jusqu'à son PMB, comme illustré sur la figure 8, en découvrant simultanément la

tubulure d'échappement et la ou les lumière (s) d'admission 40. Au cours de ce mouvement, le piston de compresseur 20 est repoussé vers son PMH par le guide piston 28 glissant contre le bord 33, ce qui provoque l'admission de l'air ou du mélange carburé sous pression dans la chambre de combustion, chassant ainsi les gaz brûlés vers l'échappement et remplissant le cylindre 39.

Au cours de sa phase de compression, de son PMB à son PMH, le piston de moteur 4 obture à la fois l'échappement et l'admission. Conjointement, le guide piston 28 glissant contre le bord 33 provoque le retour du piston de compresseur 20 vers son PMB. De l'air frais ou du mélange carburé est alors aspiré par la canalisation d'aspiration 36, en raison de la dépression ainsi engendrée dans la chambre 25. Le cycle de fonctionnement qui vient d'être décrit est ainsi répété successivement.

Dans le moteur M2, le bord 33 du vilebrequin 9, qui fait profil de came pour entraîner le piston de compresseur 20, est réalisé différemment du mode de réalisation des figures précédentes. La partie 33c du bord 33 décrit un contour sensiblement en demi-ellipse, dont le demi grand axe G est décalé d'un angle 8 autour de l'axe A par rapport au demi-plan délimité par l'axe A et contenant l'axe du maneton 31. Le demi grand axe G définit le point du bord 33 dont la distance à l'axe A est la plus grande, et dont le passage sous le guide piston 28 correspond au PMH du piston de compresseur 20. L'angle 0, qui vaut environ 120 dans l'exemple représenté, est choisi en fonction de l'angle ss formé entre le cylindre de moteur et le cylindre de compresseur, qui vaut environ 270 dans l'exemple représenté, et du déphasage (p souhaité entre le PMH du piston 4 et le PMH du piston 20, selon la formule : (p = ss - 8, tous les angles étant comptés positivement dans le sens de rotation du vilebrequin 9. On obtient donc un déphasage (p d'environ 150 dans l'exemple représenté, comme visible à la figure 9.

La géométrie du bord 33 est choisie de manière à coordonner les mouvements du piston de moteur 4 et du piston de compresseur 20, pour obtenir un fonctionnement qui va maintenant être expliqué, en référence aux figures 9 et 10.

Sur les figures 9 et 10, l'axe des abscisses représente l'angle de rotation a du vilebrequin en degrés, l'origine étant placée au

point mort haut du piston de moteur 4. Sur la figure 10, la courbe 45 représente le volume VIde la chambre de combustion 29. La courbe 46 représente, qualitativement, la section d'ouverture de la ou des lumières d'admission 40. Ainsi, les lumières d'admission sont ouvertes, c'est-à-dire découvertes par le piston 4, sur un intervalle d'environ 130'centré sur le PMB du piston 4. La courbe 47 représente la pression Pl régnant dans la chambre de combustion 29. Sur la figure 9, la courbe 48 représente le volume V 2 de la chambre de compression 25. La courbe 49 représente la pression P2 2 régnant dans la chambre de compression 25.

Lorsque le piston de compresseur 20 accomplit, sous la poussée du guide piston 28, sa course de compression entre a ==-30 et a =150 , le volume V diminue. Au début de cette course de compression, le clapet anti-retour monté dans la canalisation d'admission 38 est fermé et la pression P2 augmente. A un certain point de cette course de compression, qui dépend notamment des propriétés du clapet anti-retour, le clapet s'ouvre et une onde de pression se propage à la vitesse du son dans la canalisation d'admission 38 depuis la chambre de compression 25 jusqu'au cylindre de moteur 39. A la figure 9, le départ de cette onde de pression, qui correspond sensiblement à l'obtention d'un pic 53 de la pression P2 dans la chambre de compression 25, est repéré par l'angle a2. On conçoit le bord 33 de manière que l'émission de cette onde de pression se produise avec une certaine avance 8 sur l'obturation de la ou des lumières d'admission 40, moment qui est repéré par l'angle al à la figure 10.

Plus précisément, les mouvements du piston de moteur 4 et du piston de compresseur 20 sont cordonnés pour que, à un régime de fonctionnement synchronisé co, qui est le régime pour lequel on souhaite obtenir un couple ou une puissance mécanique maxi mal sur le pignon 16 en sortie du moteur, le sommet de l'onde de pression se propageant depuis le compresseur 17 atteigne le cylindre 39 sensiblement au moment de l'obturation de la ou des lumières d'admission 40, moment qui est repéré par l'angle ai à la figure 10. Le temps de propagation T de cette onde de pression dans la canalisation d'admission 38 est égal à la longueur de la canalisation divisé par la vitesse du son. La production du pic de pression 53 dans la chambre de

compression 25 et l'obturation de l'organe d'admission 40 sont donc positionnés de manière à satisfaire la formule : = ara2 co T, ce qui se traduit par le choix d'une certaine valeur pour le déphasage (p lorsque l'on connaît la position de l'obturation de l'organe d'admission par rapport au PMH du piston de moteur 4 et la position du pic de pression 53 dans la chambre de compression 25 par rapport au PMH du piston de compresseur 20.

Ce réglage permet, au régime de fonctionnement synchronisé 0) choisi, de maximiser la pression de suralimentation dans la chambre de combustion du moteur et donc d'améliorer le rendement et la puissance du moteur, ainsi que de diminuer la pollution à l'échappement.

La valeur choisie pour le régime de fonctionnement synchronisé ce dépend bien sûr de l'application du moteur. Les figures 11 et 12 représentent, pour trois types de moteurs différents, un comportement typique respectif du couple moteur, à la figure 11, et de la puissance mécanique, à la figure 12, en fonction du régime de fonctionnement du moteur. Les courbes 50a et 5 la ont trait à un moteur industriel, les courbes 50b et 51b à un moteur de tronçonneuse, et les courbes 50c et 5 le à un moteur de véhicule à deux roues. Ainsi, on choisit typiquement le régime de fonctionnement synchronisé 0) dans une plage entre 5000 et 7000 tr/min pour un moteur industriel, dans une plage entre 7000 et 9000 tr/min pour un moteur de tronçonneuse, et dans une plage entre 9000 et 11000 tr/min pour un moteur de véhicule à deux roues. Cependant, d'autre valeurs de régime de fonctionnement synchronisé co peuvent aussi être choisies selon les besoins particuliers à chaque application.

On va maintenant décrire, en référence aux figures 13 à 16, un deuxième mode de réalisation de l'invention dans laquelle le moteur est un moteur à 4 temps et à soupapes d'admission et d'échappement. Dans le moteur représenté aux figures 13 à 16, désigné globalement par M3, les éléments identiques ou analogues à ceux du premier mode de réalisation sont désignés par les mêmes chiffres de référence augmentés de 100. Le moteur M3 est muni d'un compresseur
117 de conception et de fonctionnement sensiblement identiques au compresseur 17 du mode de réalisation précédent, de sorte qu'il n'est

pas décrits à nouveau. On note simplement que la paro i de fond du cylindre de compresseur est constituée directement par la paroi latérale 119 du carter 102, et que les nervures de guidage 130 du guide piston 128 sont formées d'un seul tenant avec la paroi 119.

Sur les figures 13 à 16, on a représenté différentes phases du cycle de fonctionnement du moteur M3, dont le fonctionnement va maintenant être décrit en référence à ces figures. La rotation du vilebrequin 9 s'effectue dans le sens horaire, illustrée par la flèche R.

Sur la figure 13, le piston de moteur 104 est en fin de compression, à son PMH, alors que le piston de compresseur 120 est proche de son PMB, c'est-à-dire de sa position la plus à droite sur la figure 13, et entame sa course de compression. Dans cette position, la soupape d'admission 140 et la soupape d'échappement 152 sont fermées, ainsi que le clapet de refoulement 113. La position illustrée sur la figure 13 correspond à l'allumage du mélange carburé dans la chambre de combustion 129. Pour la position illustrée sur la figure 13, la chambre de compression 125 du compresseur 117 est remplie d'air frais, alors que la canalisation d'admission 138 est remplie d'air faiblement comprimé.

En cours de détente, sous l'action de la combustion des gaz dans la chambre de combustion 129, le piston de moteur 104 descend, ce qui provoque simultanément le déplacement du piston de compresseur 120 vers son PMH, engendrant ainsi une première compression dans la chambre de compression 125. Le clapet de refoulement 113 s'ouvre, ce qui permet de refouler l'air comprimé dans la chambre de compression 125 vers la canalisation d'admission 138.

Dans la position illustrée sur la figure 14, en fin de détente, le piston de moteur 104 arrive à son PMB. La chambre de combustion 129 est remplie de gaz brûlés qui s'échappent par la tubulure d'échappement 110, la soupape d'échappement 152 étant dans sa position basse ouverte. Dans cette position, le piston de compresseur 120 vient de dépasser son PMH, position la plus à gauche dans la chambre de compression 125 et commence sa course d'aspiration sous la poussée du ressort 143. Le clapet d'admission 137 est ouvert et le

clapet de refoulement 113 s'est refermé. La canalisation d'admission 138 est alors remplie d'air chaud plus fortement comprimé.

Lors de la rotation ultérieure du vilebrequin 109, le piston de moteur 104 au cours de sa phase de compression de la chambre de combustion 129, vient refouler les gaz brûlés vers la tubulure d'échappement 110, la soupape d'admission 140 restant fermée. Le piston de compresseur 120 effectue sa course d'aspiration dans la chambre de compression 125. Au cours de la course d'aspiration, le clapet d'aspiration 137 reste ouvert pour aspirer de l'air frais et le clapet de refoulement 113 reste fermé.

La figure 15 montre la fin de la course de refoulement des gaz brûlés du piston de moteur 104, pour laquelle le vilebrequin 109 a effectué une rotation de sensiblement 360 par rapport à sa position initiale illustrée sur la figure 13. Dans cette position, la soupape d'admission 140 s'est ouverte pour admettre l'air comprimé dans la chambre de combustion 129, comme illustré par la flèche F et la soupape d'échappement 152 reste ouverte pour chasser ainsi le reste des gaz brûlés vers la tubulure d'échappement 110. Le piston de compresseur 120 a dépassé son PMB et le clapet d'aspiration 137 est refermé.

Lorsque le vilebrequin 109 a pivoté d'une vingtaine de degrés supplémentaires, pour commencer la phase de détente du piston de moteur 104, la soupape d'échappement 152 se referme, mais la soupape d'admission reste ouverte. Le clapet de refoulement 113 s'ouvre également pour refouler l'air frais contenu dans la chambre de compression 125 dans la canalisation d'admission 138.

Lorsque le piston de moteur 104 atteint son PMB comme illustré sur la figure 16, c'est-à-dire lors du troisième temps du cycle à quatre temps, la chambre de combustion 129 a été remplie d'air comprimé chaud provenant, d'une part, de l'air comprimé contenu dans la canalisation d'admission 138 depuis l'étape de la figure 14 et, d'autre part, de l'onde de compression engendrée par le piston de compresseur 120 dans la chambre de compression 125 entre les figures 15 et 16, et qui se propage vers la chambre de combustion 129 à travers la canalisation 138. On obtient ainsi un double remplissage de la chambre de combustion 129. Dans la position de la figure 16, la

soupape d'échappement 152 est fermée. La soupape d'admission 140 reste ouverte.

Après une rotation supplémentaire du vilebrequin 109, par exemple d'environ 30 , la soupape d'admission 140 se ferme. Comme dans le premier mode de réalisation, le profil de came 133 du vilebrequin 109 est conçu, en fonction de la longueur de la canalisation d'admission 138, de manière que la production de l'onde de compression dans la chambre de compression 125 entre les étapes des figures 15 et 16 précède suffisamment la fermeture de la soupape 140 pour permettre que, à un régime de fonctionnement synchronisé donné, le sommet de cette onde de compression atteigne le cylindre 139 sensiblement au moment de la fermeture de la soupape 140.

Ensuite, on obtient une compression de l'air contenu dans la chambre de combustion 129 par le piston de moteur 104. Le clapet de refoulement 113 reste fermé, mais le clapet d'admission 137 est ouvert pour admettre à nouveau de l'air frais dans la chambre de compression 125. Au plus tard en fin de course de compression du piston de moteur 104, le carburant peut être injecté dans la chambre de combustion 129. Puis, le piston de moteur 104 atteint son PMH, comme illustré sur la figure 13.

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.

Bien que décrite à l'aide d'exemples de moteurs monocylindres, l'invention s'applique également à tous types de moteurs, mono ou poly-cylindres, en ligne ou en V. Le cylindre de compresseur peut aussi être conçu avec deux étages de com pression, le piston de compresseur fonctionnant alors comme un piston à double effet.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, 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 dans le cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Moteur à combustion interne (Ml, M2, M3) à deux ou à quatre temps, fonctionnant par admission de mélange carburé ou par admission d'air frais avec injection directe ou indirecte de carburant, ledit moteur comportant au moins un cylindre de moteur (39,139) définissant une chambre de combustion (29,129), un piston de moteur (4,104) qui se déplace alternativement dans ledit cylindre de moteur et est attelé par une bielle (11,111) à un vilebrequin (9, 109) de manière à entraîner ledit vilebrequin en rotation, et au moins un compresseur (17,117) comprenant un cylindre de compresseur (18, 24) et un piston de compresseur (20,120) engagé dans ledit cylindre de compresseur de manière à définir au moins une chambre de compression (25,125) à volume variable, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe suiveur de came (28,128, 228) relié audit piston de compresseur pour entraîner ledit piston de compresseur, ledit organe suiveur de came étant maintenu en contact avec un profil de came (33,133) porté par ledit vilebrequin pendant au moins une partie de la course de rotation dudit vilebrequin, ledit profil de came étant conçu de manière à entraîner ledit piston de compresseur par l'intermédiaire de l'organe suiveur de came selon un mouvement alternatif dans ledit cylindre de compresseur lors de ladite course de rotation du vilebrequin.

2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite bielle (11) est reliée à un maneton (31) du vilebrequin, ledit vilebrequin présentant une partie de contrepoids (32c) désaxée à l'opposé dudit maneton pour équilibrer ledit vilebrequin, une partie (33c) dudit profil de came étant porté par ladite partie de contrepoids (32c).

3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit organe suiveur de came (28,128, 228) présente une forme globalement en U avec deux branches (28b, 228b) et coopère avec ladite partie de contrepoids du vilebrequin de part et d'autre dudit maneton par des extrémités respectives (34,234) des deux branches dudit organe suiveur de came.

4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit piston de compresseur (20,120) est relié audit organe

suiveur de came (28,128) sensiblement au milieu d'une base (28a) dudit organe suiveur de came reliant les deux branches, de manière qu'un axe dudit piston de compresseur soit sensiblement coplanaire avec un axe du piston de moteur.

5. Moteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un carter (2,102) dans lequel est monté en rotation ledit vilebrequin (9,109), ledit carter portant des moyens (30,130) pour guider ledit organe suiveur de came en translation selon une direction axiale du cylindre de compresseur.

6. Moteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit piston de compresseur (20,120) comporte une membrane étanche souple (23,123) dont une bordure périphérique est fixée de manière étanche à une paroi latérale dudit cylindre de compresseur et au moins une plaque rigide (21a, 21b) fixée contre une partie centrale de ladite membrane, ladite ou lesdites plaque (s) rigide (s) étant reliée (s) audit organe suiveur de came (28, 128) pour être entraînée (s) en va-et-vient par rapport au cylindre de compresseur, une partie intermédiaire de ladite membrane située entre ladite partie centrale et ladite bordure périphérique étant apte à se déformer lors des déplacements de ladite ou desdites plaque (s) rigide (s).

7. Moteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit organe suiveur de came (28,128) est agencé entre ledit piston de compresseur (20,120) et ledit vilebrequin (9,109), un moyen élastique de rappel (43,143) étant agencé de manière à rappeler ledit piston de compresseur et ledit organe suiveur de came vers ledit vilebrequin.

8. Moteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit moyen élastique de rappel (43,143) est un ressort de compression agencé dans la chambre de compression (25,125) et en appui sur ledit piston de compresseur.

9. Moteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit moyen élastique de rappel (243) est agencé entre ledit organe suiveur de came (228) et un carter dudit moteur.

10. Moteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe de butée (54) porté par

un carter (2) dudit moteur pour arrêter ledit organe suiveur de came (28) à une position de butée lors d'une autre partie de la course de rotation du vilebrequin pendant laquelle ledit organe suiveur de came n'est plus en contact avec ledit profil de came.

11. Moteur selon l'une des revendications là 10, caractérisé par le fait que ladite ou une desdites chambre (s) de compression (25,125) est reliée audit ou à un desdits cylindre (s) de moteur (39,139) par une conduite d'admission (38,138) pour obtenir une suralimentation dudit cylindre de moteur en mélange carburé ou e n air frais, ladite conduite d'admission aboutissant au niveau d'un organe d'admission (40,140) dudit cylindre de moteur, ledit profil de came (33,133) étant conçu pour définir, entre un point mort haut du piston de moteur (4,104) associé audit cylindre de moteur et un point mort haut du piston de compresseur (20,120) associé à la chambre de compression à laquelle ledit cylindre de moteur est relié, un déphasage qui assure, à un régime de fonctionnement (co) prédéterminé, qu'une pression de suralimentation (P), engendrée par ledit piston de compresseur dans la chambre de compression reliée audit cylindre de moteur et propagée à travers ladite conduite d'admission, atteigne une valeur maximale au niveau dudit cylindre de moteur sensiblement au moment (al) de l'obturation de l'organe d'admission dudit cylindre de moteur.

12. Moteur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit profil de came (33) présente une zone angulaire (33c, 133c) qui, lorsqu'elle coopère avec ledit organe suiveur de came (28, 128,228), amène ledit piston de compresseur (20,120) à une position correspondant à la production d'un pic de pression de suralimentation (53) dans ladite chambre de compression, l'angle (8) d'un dièdre, dont le sommet est formé par l'axe de rotation (A) du vilebrequin (9,109) et dont les deux demi-plans s'étendent respectivement vers ledit maneton et vers ladite zone angulaire du profil de came, étant calculé en fonction dudit régime de fonctionnement prédéterminé et d'une longueur de ladite conduite d'admission pour permettre audit pic de pression de suralimentation de se propager dans ladite conduite d'admission (38,138) entre ladite chambre de compression (25,125) et ledit cylindre de moteur (39,139) et d'atteindre ledit cylindre de

moteur sensiblement au moment (al) de ladite obturation de l'organe d'admission (40,140).

13. Moteur selon la revendication Il ou 12, caractérisé par le fait que ledit organe d'admission comporte une ou plusieurs lumière (s) (40) agencée (s) dans une partie basse dudit cylindre de moteur (39) de manière à être découverte (s) par ledit piston de moteur (4) lorsque ledit piston de moteur est dans un intervalle (46) autour de son point mort bas et à être obturée (s) par ledit piston de moteur pendant le reste du cycle dudit piston de moteur.

14. Moteur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé par le fait que ledit organe d'admission comporte une soupape d'admission (140) commandée agencée au niveau d'un sommet dudit cylindre de moteur (139).

15. Moteur selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé par le fait que ledit régime de fonctionnement prédéterminé (co) correspond à l'obtention d'un maximum de couple ou d'un maximum de puissance mécanique sur un arbre de sortie (16) couplé audit vilebrequin.