FR2928230A1

FR2928230A1 - Electro-thermal generator for recharging battery in propulsion system of e.g. hybrid car, has exhaust valve, ignition or injection system and valve following cycle at two or four strokes of internal combustion engines

Info

Publication number: FR2928230A1
Application number: FR0801146A
Authority: FR
Inventors: Michel Roche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-04

Abstract

The generator has two internal combustion engines e.g. spark ignition engine or oil engine, operating in phase opposition and coupled by a rigid connection between pistons (2) of the engines. A mobile part i.e. rotor (3), of a linear electric generator e.g. synchronous generator, is integrated with the pistons and coaxially located against a stator (4) of the generator, where the stator is integrated with cylinders (5) of the engines. An exhaust valve (6), an ignition or injection system (7) and a valve follow a cycle at two or four strokes of the engines.

Description

DESCRIPTIF TECHNIQUE DOMAINE TECHNIQUE CONCERNE La présente invention concerne la propulsion dite hybride des automobiles et, plus particulièrement la source d'énergie permettant, à partir de carburant liquide ordinaire, de .recharger les batteries du véhicule. On peut ainsi lui conférer un rayon d'action important et, en tous cas supérieur à ce qui peut être réalisé avec la seule utilisation de batteries ou de supercondensateurs . • D'une façon plus précise l'invention concerne un moteur thermique à combustion interne, couplé à un alternateur linéâirè, oscillant. TECHNICAL FIELD The present invention relates to so-called hybrid propulsion of automobiles and, more particularly, to the source of energy making it possible, from ordinary liquid fuel, to recharge the batteries of the vehicle. It can thus confer a large range of action and, in any case greater than what can be achieved with the sole use of batteries or supercapacitors. More specifically, the invention relates to an internal combustion engine, coupled to a linear oscillating alternator.

ETAT DE L'ART ANTERIEUR Il existe déjà des automobiles hybrides sur le marché, la plus répandue étant une TOYOTA. STATE OF THE PRIOR ART Hybrid automobiles already exist on the market, the most widespread being a TOYOTA.

Elle utilise un moteur à explosion classique, couplé à un alternateur tout aussi conventionnel. L'idée d'utiliser un moteur thermique à piston libre , c'est-à-dire non lié à un embiellage, pour des applications particulières ou l'énergie mécanique du piston est utilisée directement dans son mouvement de translation (compresseurs, marteaux piqueurs ...), remonte au début du 20° siècle. L'utilisation d'un moteur thermique pour la production .directe d'électricité à partir du mouvement de translation d'un piston de moteur à combustion externe (moteur stirling) est décrite dans la thèse de Mme GARCIA-BURREL (Laboratoire SATIE ENS Cachan/CNRS/UMR 8029). Il s'agit en fait de deux moteurs travaillant en opposition ; quand l'un est en phase moteur , l'autre est en phase résistante . Ils sont couplés par une liaison rigide entre les deux pistons, de sorte qu'ils ne forment plus qu'un seul piston oscillant. Les deux moteurs travaillent donc en opposition, suivant un mode qu'on conviendra d'appeler à double effet . Ledit piston oscillant comporte l'équivalant d'un rotor massif, constitue le secondaire d'un générateur linéaire à induction équivalant à un alternateur, suivant un procédé décrit, notamment, par Yori BOLDEA dans de nombreux ouvrages. It uses a conventional combustion engine, coupled with an alternator just as conventional. The idea of using a free piston heat engine, that is to say not linked to a linkage, for particular applications where the mechanical energy of the piston is used directly in its translational movement (compressors, jackhammers ...), dates back to the beginning of the 20th century. The use of a heat engine for the direct production of electricity from the translational movement of an external combustion engine piston (stirling engine) is described in the thesis of Mrs. GARCIA-BURREL (Laboratory SATIE ENS Cachan / CNRS / UMR 8029). It is actually two engines working in opposition; when one is in the engine phase, the other is in the resistant phase. They are coupled by a rigid connection between the two pistons, so that they form more than one oscillating piston. The two engines therefore work in opposition, according to a mode that we must call double effect. Said oscillating piston comprises the equivalent of a solid rotor, constitutes the secondary of a linear induction generator equivalent to an alternator, according to a method described, in particular, by Yori BOLDEA in many works.

Ces divers systèmes ont en commun l'inconvénient d'être trop complexes, et par conséquent couteux, lourds et encombrants. Ceci est notamment vrai dans le cas des moteurs hybrides, déjà commercialisés. Ils utilisent en effet des moteurs qui ont été développés pour la traction mécanique directe des automobiles, ce qui est forcément beaucoup plus contraignant que la simple recharge d'une batterie, ou seule compte la puissance délivrée, ce qui permet de faire tourner le moteur à vitesse constante. Le système à moteur stirling est mécaniquement simple mais encombrant et, de toute façon la combustion externe est inadaptée aux véhicules. These various systems have the disadvantage of being too complex, and therefore expensive, heavy and bulky. This is particularly true in the case of hybrid engines already on the market. They use engines that have been developed for the direct mechanical traction of cars, which is necessarily much more restrictive than simply recharging a battery, or only the power delivered, which makes it possible to run the engine constant speed. The stirling engine system is mechanically simple but cumbersome and, in any case the external combustion is unsuitable for vehicles.

EXPOSE DE L'INVENTION Le système suivant l'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, car il permet de réaliser des électro-générateurs légers compacts et peu couteux, ayant en outre un rendement très élevé. Il a pour objet un générateur électrothermique, actionné par à moteur thermique oscillant, comportant : -deux moteurs à combustion interne (1), en opposition, couplés par une liaison rigide entre leurs deux pistons (2) -Une partie mobile (3) de générateur électrique linéaire à induction, l'équivalent du rotor dans une machine tournante, solidaire des pistons (2) -un stator de générateur électrique linéaire à induction (4), solidaire des cylindres (5) des 15 deux moteurs (1) -des moyens (6), (7), (8), convenables pour assurer le cycle à deux ou quatre temps des moteurs (1), incluant notamment : l'admission, l'allumage, l'échappement.... Suivant une autre caractéristique les moteurs thermiques (1) fonctionnent suivant un cycle à deux temps, avec un allumage par compression (diesel) 20 Suivant une autre caractéristique, le générateur électrique linéaire (3),(4), est, par analogie avec la terminologie des machines tournantes, à induction ou du type asynchrone , ce qui signifie que la partie mobile (rotor) (3) est constituée par un tube conducteur (cuivre ou 'aluminium), massif. Suivant une autre caractéristique la ou les parties mobile (rotor) (3) dudit générateur 25 électrique linéaire. (3),(2) est, toujours par analogie avec les machines tournantes, du type synchrone , ou encore brushless ce qui signifie qu'il comporte des aimants permanents multipolaires. Suivant une autre caractéristique le ou les pistons oscillants, comportent des soupapes (6), solidaires de la culasse(23) ou (9), solidaires des pistons (2). 30 Suivant une autre caractéristique l'énergie extraite du ou des stators (4) est contrôlée par des moyens électroniques convenables (40 ), de façon à ce que l'énergie cinétique restante dans le ou les pistons, après extraction de celle-ci, soit juste suffisante pour assurer la compression suivante. L'invention sera de toute façon mieux comprise à partir des explications qui vont suivre, 35 référencées aux schémas et dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 représente un schéma de principe récapitulant les organes principaux du dispositif selon l'invention, SUMMARY OF THE INVENTION The purpose of the system according to the invention is to overcome these disadvantages, since it makes it possible to produce compact and inexpensive light electro-generators, which also have a very high efficiency. It relates to an electrothermal generator, powered by an oscillating heat engine, comprising: two internal combustion engines (1), in opposition, coupled by a rigid connection between their two pistons (2) -A movable part (3) of linear induction electric generator, the rotor equivalent in a rotary machine, integral with the pistons (2) -a linear induction electric generator stator (4), integral with the cylinders (5) of the two motors (1) means (6), (7), (8), suitable for ensuring the two or four stroke cycle of the engines (1), including in particular: intake, ignition, exhaust .... According to another Characteristic the heat engines (1) operate in a two-stroke cycle, with a compression ignition (diesel). According to another characteristic, the linear electric generator (3), (4) is, by analogy with the terminology of the machines rotating, induction or asynchronous one, which means that the movable part (rotor) (3) is constituted by a conductive tube (copper or aluminum), solid. According to another characteristic, the mobile part or parts (rotor) (3) of said linear electric generator. (3), (2) is, always by analogy with rotating machines, synchronous type or brushless which means that it includes permanent magnets multipolar. According to another characteristic or the oscillating pistons, comprise valves (6), integral with the cylinder head (23) or (9), integral pistons (2). According to another characteristic, the energy extracted from the stator (s) (4) is controlled by suitable electronic means (40), so that the kinetic energy remaining in the piston or pistons, after extraction thereof, just enough to ensure the next compression. The invention will in any case be better understood from the explanations which follow, referenced to the attached diagrams and drawings in which: FIG. 1 represents a block diagram summarizing the main organs of the device according to the invention,

-la figure 2 représente une coupe longitudinale d'un électro-générateur oscillant diesel à deux temps à soupapes intégrées aux pistons, -la figure 3 représente une vue détaillée de l'un des moteurs du générateur de la figure 2 FIG. 2 represents a longitudinal section of a two-stroke diesel oscillating electro-generator with valves integrated in the pistons; FIG. 3 represents a detailed view of one of the engines of the generator of FIG.

-la figure 4 représente en détail la partie mobile (3) (rotor) d'un générateur électrique linéaire synchrone (brushless) ainsi que le stator (4) associé. FIG. 4 represents in detail the mobile part (3) (rotor) of a synchronous linear electric generator (brushless) as well as the associated stator (4).

-la figure 5 représente schématiquement le circuit d'extraction de puissance permettant. la charge de la batterie Le moteur oscillant à double effet est représenté sur les figures 1 et 2. Il repose essentiellement sur l'idée consistant à produire de l'électricité au moyen d'un générateur électrique linéaire (3), (4) (qui est l'équivalent d'un alternateur). Sa partie mobile, (2) et (3) .reçoit une énergie mécanique, sous forme de translations alternées (ou oscillations) qui lui sont communiquées par les deux moteurs (1), fonctionnant en opposition de phase suivant un cycle à deux temps. En d'autres termes, lorsque l'un des moteurs est actif sous l'effet de la pression libérée par l'explosion ou la combustion du carburant, l'autre moteur se comporte comme un récepteur d'énergie, laquelle énergie étant utilisée pour comprimer de l'air ( dans le cas d'un moteur diesel) ou pour comprimer un mélange air-carburant (dans le cas d'un moteur à explosion). On conviendra donc d'appeler cet ensemble de deux moteurs couplés par les pistons, moteur à double effet . Dans le cas ou des puissances importantes seront requises il pourra être avantageux de placer cote à cote plusieurs moteurs, plutôt que d'augmenter leur cylindrée, chaque moteur à double effet disposant alors de son propre 'générateur électrique. Dans ce cas le couplage desdits moteurs s'effectue par la mise en parallèle ou en série des circuits électriques d'extraction de puissance, tels que représentés sur la figure 5. FIG 5 schematically represents the power extraction circuit permitting. the charge of the battery The double-acting oscillating motor is shown in figures 1 and 2. It is essentially based on the idea of producing electricity by means of a linear electric generator (3), (4) ( which is the equivalent of an alternator). Its mobile part, (2) and (3), receives a mechanical energy, in the form of alternating translations (or oscillations) which are communicated to it by the two motors (1), operating in phase opposition following a two-cycle cycle. In other words, when one of the engines is active under the effect of the pressure released by the explosion or combustion of the fuel, the other engine behaves as an energy receiver, which energy is used to compressing air (in the case of a diesel engine) or compressing an air-fuel mixture (in the case of an internal combustion engine). We must therefore call this set of two motors coupled by the pistons, double-acting motor. In the case where large powers will be required it may be advantageous to place several engines side by side, rather than to increase their displacement, each double-acting engine then having its own 'electric generator. In this case the coupling of said motors is carried out by paralleling or in series the electric power extraction circuits, as shown in FIG. 5.

En raison du fait que, à la différence des moteurs automobile conventionnels, le piston n'est pas lié par un embiellage à un système mécanique évoluant à vitesse constante (ou lentement variable), ce piston, dont l'inertie est relativement faible, peut évoluer librement, tant pour ce qui concerne les accélérations que les positions aux extremums. C'est pourquoi on conviendra d'appeler également ce système moteur à pistons libres . Cette particularité est à l'origine de quelques avantages fondamentaux, tels que : Due to the fact that, unlike conventional automotive engines, the piston is not linked by a linkage to a mechanical system operating at a constant speed (or slowly variable), this piston, whose inertia is relatively low, can to evolve freely, as regards both acceleration and extreme positions. This is why we should call also this engine system free pistons. This peculiarity is at the origin of some fundamental advantages, such as:

-une augmentation du rendement due à la réduction de la fuite thermique en direction des parois, résultant du fait que la détente des gaz chauds se produit immédiatement après l'explosion (ou l'inflammation dans le cas d'un Diesel) ; la vitesse de détente n'étant en effet limitée que par l'inertie du piston, que l'on cherchera bien entendu, à rendre aussi faible que possible. -une absence de cliquetis ou autres contraintes mécaniques impulsionnelles. -une capacité à absorber un certain manque de reproductibilité du remplissage du cylindre, 5 résultant par exemple d'instabilités hydrodynamiques dans les tubulures d'admission, . entrainant une variation de la position des extrémums, ici non imposée. Un tel moteur peut fonctionner suivant un cycle à 4 ou à 2 temps. Dans le premier cas, le retour du piston après, une explosion, est assuré par le générateur linéaire (3), (4), qui, grâce à sa propriété de réversibilité, peut fonctionner en moteur. Ainsi, après une explosion, le 10 mouvement s'inverse pour assurer la compression dans le cylindre opposé, ou s'effectue une nouvelle explosion... et ainsi de suite. Ce cycle a l'avantage de simplifier les phases de remplissage et d'échappement, mais les pertes en frottements sont deux fois plus élevées que celles du cycle à 2 temps, lequel présente en outre l'avantage d'une puissance spécifique deux fois plus élevée, tout en ayant un rendement électrique supérieur en raison de l'absence 15 de fonctionnement du générateur électrique en mode moteur . C'est la raison pour laquelle on privilégiera dans le texte qui suit les dispositions et caractéristiques se rapportant à un moteur à 2 temps. Le dispositif suivant l'invention s'applique à tous les moteurs à combustion interne, qu'ils procèdent d'un allumage par compression (moteur Diesel) ou d'un allumage par étincelle 20 (Moteur à explosion). La différence entre ces deux techniques repose essentiellement sur le système d'injection ou d'allumage (7), et sur les soupapes (6), (8), (9). Le moteur Diesel est préférable en raison de son rendement plus élevé, dont on sait qu'il ne dépend que du taux de compression, non limité dans le Diesel par le phénomène d'autoallumage. La contrepartie de ce rendement élevé est la nécessaire robustesse des mécanismes (embiellage, 25 vilebrequin... etc..), entrainant une augmentation de poids et par suite des couts de construction. Il se trouve que la grande simplicité mécanique du dispositif suivant l'invention permet une insensibilité à ces inconvénients. On a donc un avantage objectif à choisir un cycle Diesel. Le générateur électrique linéaire (3), (4) peut être de type synchrone ou asynchrone 30 Générateur linéaire synchrone Il peut être assimilé à un alternateur rotatif synchrone classique, déroulé. La partie mobile (3), correspond au rotor. Elle comporte des aimants multipolaires qui 'peuvent être soit des électro-aimants, soit des aimants permanents. Le premier cas, qu'on appelle parfois moteur (ou alternateur) à bagues est quasiment impossible à réaliser en translation. Le second cas est souvent appelé moteur (ou 35 alternateur) brushless est, au contraire tout indiqué pour ce qui nous occupe. Sur la figure 4 on a représenté schématiquement ide détail du contact stator (4)-rotor (3), qui sont séparés par un entrefer (10); qui est imposé par diverses imperfections mécaniques, ainsi que par la dilatation, mais qu'il importe de réduire autant que faire se peut. En pratique il sera de l'ordre de 0,2 à 0,5 % du diamètre de l'alésage du cylindre. Le rotor comporte des disques d'aimant permanent, par exemple du fer-néodyme ou du samarium-cobalt, aimanté axialement, de 2 à 3mm d'épaisseur, intercalés entre des disques de fer (12), ou mieux de fer-cobalt, à haute saturation(1,7 à 2,3 T) et d'épaisseur équivalente, de façon à former un peigne de 4 à 6 mm de pas. L'empilement est rendu solide et compact par des tiges d'acier ou de bronze au béryllium (41), (42), reliant les pistons (2), de façon à former un bloc indéformable (2)-(3)-(2), qui va osciller sous l'effet des explosions successives. A l'extérieur du rotor et• coaxialement, est placé le stator (4), lui-même constitué d'un empilement, au même pas que le rotor, de bobines (14) et de circuits magnétiques (13), en fer ou fer-cobalt, avantageusement à haute induction à saturation. Les bobines (14) ont une topologie particulière, schématisée sur la figure 4, leur permettant à la fois d'embrasser le flux magnétique induit dans les circuits magnétiques (13) et de limiter l'inductance de fuite .qui est de nature à réduire la puissance crête pouvant être extraite du générateur au moyen de l'électronique qui sera décrite ultérieurement à partir de la figure 5. Pour mieux faire comprendre l'invention calculons la tension de sortie aux bornes de chacune des quelques dizaines de bobines constituant le stator (4). Si, par exemple l'alésage du cylindre est de 50 mm et le pas de l'aimant multipolaire du rotor de 5 mm, on peut avoir une section du circuit magnétique (13) de l'ordre de 5 cm2. Avec une induction de 1,4 T, le flux magnétique vaut 0,07 Wb. Si maintenant on admet que, dans le cas d'une course de 100 mm et d'une vitesse de rotation de 6000t/mn, la vitesse moyenne du piston est de 20 m/s, on peut tout d'abord calculer la demi-période de la tension induite dans chacune des bobines (14). On trouve ainsi : 2,5 ms. De cela on peut déduire facilement l'amplitude de la tension en créneaux carrés aux bornes d'une bobine d'une spire. On trouve : 5,6 Volts en moyenne, avec une valeur crête pouvant atteindre 15 Volts. Si, par exemple la force électromotrice de la batterie est de 400 V et si le circuit de charge est du type BOOST , comme schématisé sur la figure 5, le nombre de spires de chacune des bobines (14) est égal à 26 spires. an increase in efficiency due to the reduction of the thermal leak towards the walls, resulting from the fact that the expansion of the hot gases occurs immediately after the explosion (or ignition in the case of a Diesel); the speed of relaxation being in fact limited only by the inertia of the piston, which one will seek of course, to make as low as possible. a lack of rattling or other mechanical impulse constraints. a capacity to absorb a certain lack of reproducibility of the filling of the cylinder, resulting for example from hydrodynamic instabilities in the intake manifolds, causing a variation of the position of the extremums, here not imposed. Such an engine can operate in a 4 or 2-cycle cycle. In the first case, the return of the piston after an explosion is provided by the linear generator (3), (4), which, thanks to its reversibility property, can operate as a motor. Thus, after an explosion, the movement reverses to provide compression in the opposite cylinder, or a new explosion occurs ... and so on. This cycle has the advantage of simplifying the filling and exhaust phases, but the friction losses are twice as high as those of the two-stroke cycle, which also has the advantage of a specific power twice as much. high, while having a higher electrical efficiency due to the lack of operation of the electric generator in motor mode. For this reason, the provisions and characteristics relating to a two-stroke engine will be preferred in the following text. The device according to the invention applies to all internal combustion engines, whether they come from a compression ignition (Diesel engine) or a spark ignition 20 (internal combustion engine). The difference between these two techniques is essentially based on the injection or ignition system (7), and on the valves (6), (8), (9). The diesel engine is preferable because of its higher efficiency, which is known to depend only on the compression ratio, not limited in diesel by the phenomenon of auto-ignition. The counterpart of this high efficiency is the necessary robustness of the mechanisms (crankshaft, crankshaft ... etc ..), resulting in an increase in weight and as a result of construction costs. It turns out that the great mechanical simplicity of the device according to the invention allows an insensitivity to these disadvantages. We therefore have an objective advantage in choosing a Diesel cycle. The linear electric generator (3), (4) can be of the synchronous or asynchronous type. Synchronous linear generator It can be likened to a conventional synchronous rotary alternator, unwound. The movable part (3) corresponds to the rotor. It includes multipole magnets which can be either electromagnets or permanent magnets. The first case, sometimes called motor (or alternator) rings is almost impossible to achieve in translation. The second case is often called brushless motor (or 35 alternator) is, on the contrary all indicated for what concerns us. FIG. 4 diagrammatically shows the detail of the stator contact (4) -rotor (3), which are separated by an air gap (10); which is imposed by various mechanical imperfections, as well as by the dilatation, but which it is important to reduce as much as possible. In practice it will be of the order of 0.2 to 0.5% of the diameter of the bore of the cylinder. The rotor comprises permanent magnet disks, for example iron-neodymium or samarium-cobalt, axially magnetized, 2 to 3 mm thick, interposed between iron disks (12), or better iron-cobalt, at high saturation (1.7 to 2.3 T) and of equivalent thickness, so as to form a comb of 4 to 6 mm of pitch. The stack is made strong and compact by beryllium steel or bronze rods (41), (42), connecting the pistons (2), so as to form a dimensionally stable block (2) - (3) - ( 2), which will oscillate under the effect of successive explosions. Outside the rotor and coaxially, is placed the stator (4), itself consisting of a stack, at the same pitch as the rotor, of coils (14) and magnetic circuits (13), made of iron or iron-cobalt, preferably with high saturation induction. The coils (14) have a particular topology, shown diagrammatically in FIG. 4, allowing them both to embrace the magnetic flux induced in the magnetic circuits (13) and to limit the leakage inductance .which is likely to reduce the peak power that can be extracted from the generator by means of the electronics which will be described later on from FIG. 5. For a better understanding of the invention calculate the output voltage across each of the few tens of coils constituting the stator ( 4). If, for example, the bore of the cylinder is 50 mm and the pitch of the multipole magnet of the rotor 5 mm, one can have a section of the magnetic circuit (13) of the order of 5 cm 2. With an induction of 1.4 T, the magnetic flux is 0.07 Wb. If we now accept that, in the case of a 100 mm stroke and a rotation speed of 6000 rpm, the average piston speed is 20 m / s, we can first calculate the half period of the voltage induced in each of the coils (14). We thus find: 2.5 ms. From this we can easily deduce the amplitude of the square-crimped voltage across a coil of a coil. We find: 5.6 Volts on average, with a peak value of up to 15 Volts. If, for example, the electromotive force of the battery is 400 V and if the charging circuit is of the BOOST type, as shown diagrammatically in FIG. 5, the number of turns of each of the coils (14) is equal to 26 turns.

Générateur linéaire asynchrone, encore appelé à induction . Comme précédemment il peut être assimilé à un alternateur rotatif asynchrone déroulé. La partie mobile (3) est assimilable au rotor. Elle est réalisée sous forme d'un tube en matière conductrice (aluminium ou cuivre) massive, disposé à l'intérieur et coaxialement à un stator (4), pratiquement identique à celui décrit précédemment à partir de la figure 4, à ceci près qu'on fait passer un courant continu dans la bobine (14), qui se superpose aux créneaux carrés résultant du mouvement du rotdr (3). Il présente l'avantage d'être très simple mécaniquement et très robuste, mais son rendement est généralement inférieur à celui du générateur synchrone. Comme nous l'avons vu, le fonctionnement normal du moteur entraine en un mouvement oscillatoire, la partie mobile ( pistons (2) et le rotor (3)), ayant une masse m. Par réaction la partie fixe , comprenant les cylindres (5), le stator (4), les soupapes (6), le système d'injection ou d'injection (7), ...etc.., de masse M, est soumise à une oscillation, en opposition de phase mais d'amplitude réduite dans le rapport m/M, qui est généralement de l'ordre de 1/10. Ainsi pour un moteur ayant une course de 100 mm, l'amplitude de a0 l'oscillation de la partie fixe,°est *de l'ordre de 1 cm, ce qui interdit formellement de fixer rigidement le stator sur le châssis d'une automobile par exemple, c'est pourquoi l'ensemble . ci-dessus est placé dans un support massif (15), auquel il est lié par des paliers glissants axiaux (28), ou mieux une liaison élastique à déplacement axial ayant une fréquence de résonnance très faible devant la fréquence d'oscillation du moteur . Dans ces conditions la 15 vibration transmise au châssis (15), devient très faible et souvent négligeable, pour autant que soient découplées mécaniquement les fonctions suivantes : -admission des gaz ou de l'air ou échappement des gaz brulés. Ils peuvent utiliser soit des soupapes non commandées, soit des soupapes ayant une queue (20) coaxiale au cylindre, commandée à partir du châssis fixe (15) par un système (30), (31), (32) , soit encore. en 20 remplaçant la soupape d'échappement par une lumière ménagée en bas de cylindre (8). -injection de carburant ou allumage, utilisant par exemple un tube en acier ou un câble haute tension, formant un ressort spirale (26), qui alimente l'allumeur ou l'injecteur (7). -graissage du cylindre, qui peut s'effectuer au moyen d'un jet d'huile fixe par la buse (18). -refroidissement de la culasse et du cylindre. Avec un refroidissement à l'eau on peut utiliser 25 des tuyaux d'acier inox ou de bronze au béryllium, enroulés en forme de ressort spirale. Avec un refroidissement à air la connexion est plus facile car l'étanchéité n'est plus requise.. -mesure de la position du piston pour l'extraction intelligente de la puissance et la commande synchronisée des soupapes. Elle est réalisée au moyen du capteur (16), (17) ou (41). 30 EXPOSE DETAILLE D'UN MODE PREFERE DE REALISATION DE L'INVENTION. La figure 2 représente un mode préféré de réalisation de l'invention, donné ici à titre indicatif et, bien entendu, nullement limitatif. Dans cette réalisation particulière on a choisi 35 un cycle Diesel à deux temps, refroidi à l'air, actionnant un générateur électrique linéaire synchrone. Dans ce moteur l'admi'ssion d'air frais (43) s'effectue par une soupape non commandée (9), située sur le piston, tandis que l'échappement s'effectue au moyen d'une soupape commandée (6), par action sur sa tige (20), coaxiale à l'ensemble du moteur, au moyen d'un mécanisme, électro magnétique (30), (31), (32), qui peut avantageusement être constitué par un noyau plongeur, commandé par le microcontrôleur (40), qui pilote l'ensemble du fonctionnement du moteur. Le fonctionnement, suivant un cycle à deux temps peut se comprendre facilement : pendant la combustion, il règne dans le cylindre (5), une pression élevée, de l'ordre de 100 bars. Celle-ci plaque fortement les soupapes (6) et (9) sur leur sièges, assurant ainsi une parfaite étanchéité. Lorsque le piston, (2) arrive sensiblement en fin de course, la pression des gaz brulés est tombée aux environs de 3 bars ; on commande alors la soupape d'échappement (6) au moyen d'un actuateur électromagnétique qui provoque un choc sur la queue de soupape (20), ce qui assure une ouverture rapide de la soupape. Les gaz brulés s'échappent alors par la tubulure (21), dont la longueur est convenable (échappement accordé) pour l'onde de pression se transforme en onde de détente au niveau de la soupape (9), provoquant ainsi une dépression de nature à entrainer son ouverture, et, par suite l'admission d'air frais via l'alésage intérieur du piston. Ce remplissage peut être magnifié en alimentant le carter (22),, qui communique avec l'intérieur du piston, par une pression d'air supérieure à la pression atmosphérique, au moyen d'un compresseur ou d'un turbo par exemple. Dès cette admission d'air terminée, la soupape non commandée (9), solidaire du piston (2), se ferme sous l'effet du brusque déplacement du piston en un mouvement de recul, provoqué par la combustion dans la chambre du piston opposé (forces d'inertie s'exerçant sur la soupape). On notera la grande simplicité du système, qui n'utilise que des soupapes conventionnelles, largement éprouvées dans les moteurs automobiles actuellement commercialisés. Asynchronous linear generator, also called induction. As before, it can be likened to an asynchronous rotary alternator. The mobile part (3) is comparable to the rotor. It is produced in the form of a tube of conductive material (aluminum or copper) massive, disposed inside and coaxially with a stator (4), substantially identical to that described above from Figure 4, except that a continuous current is passed through the coil (14), which is superimposed on the square slots resulting from the movement of the rotdr (3). It has the advantage of being very simple mechanically and very robust, but its efficiency is generally lower than that of the synchronous generator. As we have seen, the normal operation of the motor causes an oscillatory movement, the moving part (pistons (2) and the rotor (3)) having a mass m. By reaction, the fixed part, comprising the cylinders (5), the stator (4), the valves (6), the injection or injection system (7), etc., of mass M, is subjected to an oscillation, in phase opposition but of reduced amplitude in the ratio m / M, which is generally of the order of 1/10. Thus for a motor having a stroke of 100 mm, the amplitude of α0 the oscillation of the fixed part, ° is * of the order of 1 cm, which strictly prohibits rigidly fixing the stator on the frame of a automobile for example, that's why the set. above is placed in a solid support (15), to which it is connected by axial sliding bearings (28), or better yet an axial displacement elastic connection having a very low resonance frequency in front of the motor oscillation frequency. Under these conditions the vibration transmitted to the frame (15) becomes very weak and often negligible, provided that the following functions are decoupled mechanically: - admission of gases or air or exhaust of the burnt gases. They can use either non-controlled valves or valves having a tail (20) coaxial with the cylinder, controlled from the fixed frame (15) by a system (30), (31), (32), or again. replacing the exhaust valve with a lumen at the bottom of the cylinder (8). fuel injection or ignition, using for example a steel tube or a high voltage cable, forming a spiral spring (26), which supplies the igniter or the injector (7). -Filling the cylinder, which can be done by means of a fixed oil jet by the nozzle (18). -cooling the cylinder head and the cylinder. With water cooling, stainless steel or beryllium bronze pipes wound in the form of a spiral spring can be used. With air cooling the connection is easier because the seal is no longer required .. -measurement of the position of the piston for the intelligent extraction of power and the synchronized control of the valves. It is performed by means of the sensor (16), (17) or (41). DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION FIG. 2 represents a preferred embodiment of the invention, given here as an indication and, of course, in no way limiting. In this particular embodiment, an air-cooled two-cycle diesel cycle is used which drives a synchronous linear electric generator. In this engine the fresh air intake (43) is effected by an uncontrolled valve (9), located on the piston, while the exhaust is effected by means of a controlled valve (6). , acting on its rod (20), coaxial with the motor assembly, by means of an electro-magnetic mechanism (30), (31), (32), which may advantageously be constituted by a plunger core controlled by the microcontroller (40), which controls the entire operation of the engine. The operation, following a two-stroke cycle can be easily understood: during combustion, the cylinder (5) has a high pressure of the order of 100 bars. This strongly plates the valves (6) and (9) on their seats, thus ensuring a perfect seal. When the piston (2) arrives substantially at the end of the stroke, the pressure of the burned gases has fallen to around 3 bars; the exhaust valve (6) is then actuated by means of an electromagnetic actuator which causes an impact on the valve stem (20), thereby ensuring rapid opening of the valve. The burned gases then escape through the tubing (21), the length of which is suitable (exhaust tuned) for the pressure wave is transformed into a relaxation wave at the valve (9), causing a depression of nature to cause its opening, and, consequently, the admission of fresh air via the internal bore of the piston. This filling can be magnified by supplying the housing (22), which communicates with the interior of the piston, with an air pressure higher than the atmospheric pressure, by means of a compressor or a turbo, for example. As soon as this air intake is complete, the non-controlled valve (9), integral with the piston (2), closes under the effect of the sudden movement of the piston in a recoil movement, caused by combustion in the opposite piston chamber (inertial forces acting on the valve). Note the great simplicity of the system, which uses only conventional valves, widely tested in automotive engines currently marketed.

Dans le but d'assurer les fonctions de graissage des pistons et d'admission d'air frais, le stator (4) et le rotor (3) sont scindés en deux parties, reliées entre-elles par des colonnettes ou par une pièce ajourée (32), (33), de nature à conserver la caractère monobloc de ces deux parties du générateur électrique linéaire. Les cylindres (5) et les culasses (23) sont réalisés en aluminium de fonderie, comportant des ailettes de refroidissement, conformément à une technologie développée surtout pour les moteurs de motocyclettes. On utilisera avantageusement des cylindres chemisés en acier ou mieux à alésage chromé et rectifié, afin d'augmenter la durée de vie des moteurs. Les pistons sont réalisés en aluminium et comportent plusieurs segments, conformément à l'état de l'art des motoristes. Ils comportent en leur sommet un ensemble siège- soupape (9), en acier, coaxial au piston. In order to ensure the lubrication functions of the pistons and fresh air intake, the stator (4) and the rotor (3) are split into two parts, interconnected by columns or by a perforated part. (32), (33), such as to retain the one-piece character of these two parts of the linear electric generator. The cylinders (5) and the cylinder heads (23) are made of aluminum foundry, comprising cooling fins, according to a technology developed especially for motorcycle engines. It will advantageously use lined cylinders steel or better chromed and rectified boring, to increase the life of the engines. The pistons are made of aluminum and have several segments, according to the state of the art engine manufacturers. They comprise at their summit a valve seat assembly (9), made of steel, coaxial with the piston.

La soupape coulisse librement dans son siège avec un .léger ressort de rappel. Le refroidissement de ces soupapes egt assuré par le passage de l'air frais qui remplit les cylindres, arrivant via le carter (22) depuis un système de filtre à air , non représenté sur la figure 2. Les cylindres (5) et culasses (23), sont refroidis par de l'air pulsé par des ventilateurs (24). Le graissage des pistons et des cylindres est réalisé par des buses (18), alimentées par une pompe à huile impulsionelle (25) immergée dans le carter à huile (22), commandée électriquement de façon à éjecter deux jets d'huile opposés, sensiblement suivant l'axe des cylindres à l'instant de la mi-course, de façon à arroser abondamment les segments, la paroi du cylindre et la queue de soupape. L'ensemble (4), (5), (23) peut se déplacer librement dans un châssis ou carter (15), fixe, de telle sorte que ledit ensemble peut vibrer lors du fonctionnement•des moteurs, sans entrainer le carter, qui peut alors être fixé sur le véhicule. Ce déplacement pose le problème de l'étanchéité du circuit des gaz d'échappement, de la commande de la soupape (6) et de l'alimentation de l'injecteur (7). Ceci peut être compris à partir de la figure 3 qui représente une vue détaillée de l'une des extrémités du moteur représentée en fin de compression, c'est-à-dire au moment ou l'injection de carburant va s'effectuer au moyen de l'injecteur (7). Celui-ci est alimenté en 'carburant, depuis le châssis non vibrant (15), par un tube d'acier spiralé (26), en forme de ressort, à partir d'une pompe à injection classique, non représentée sur la figure 3. La pipe d'échappement (27) est solidaire du châssis (15), donc fixe. La pipe d'échappement (27) glisse librement dans un alésage ménagé dans la culasse (23), coaxialement au cylindre, grâce à une garniture graphitée (28), convenable pour supporter une température de 700°C. Pour. assurer une parfaite étanchéité vis-à-vis des gaz d'échappement en dépit du mouvement vibratoire, ce que la garniture (28) ne peut assurer, on dispose entre la culasse (23) et la bride (15) solidaire du châssis, un soufflet métallique élastique (29). Cette disposition permet d'empêcher le passage des gaz d'échappement dans le palier glissant (28), ce qui permet de limiter son échauffement de la garniture et, par suite d'augmenter sa durée de vie. Etant donné le control quasi numérique du moteur oscillant il est avantageux de préférer à une commande mécanique classique de la soupape d'échappement (6), via la queue de soupape (20), au moyen par exemple d'un arbre à came, une commande électro magnétique. The valve slides freely in its seat with a light return spring. The cooling of these valves is ensured by the passage of fresh air filling the cylinders, arriving via the housing (22) from an air filter system, not shown in Figure 2. The cylinders (5) and cylinder heads ( 23) are cooled by forced air by fans (24). The pistons and cylinders are lubricated by nozzles (18), supplied by an impulse oil pump (25) immersed in the oil sump (22), electrically controlled to eject two opposing oil jets, substantially along the axis of the cylinders at the moment of the half-stroke, so as to thoroughly water the segments, the cylinder wall and the valve stem. The assembly (4), (5), (23) can move freely in a frame or casing (15), fixed, so that said assembly can vibrate during operation • engines, without causing the casing, which can then be attached to the vehicle. This displacement poses the problem of the leaktightness of the exhaust gas circuit, the control of the valve (6) and the supply of the injector (7). This can be understood from FIG. 3, which represents a detailed view of one of the ends of the engine represented at the end of compression, that is to say at the moment when fuel injection is going to be carried out by means of of the injector (7). The latter is supplied with fuel, from the non-vibratory frame (15), by a spiral-shaped steel tube (26), in the form of a spring, from a conventional injection pump, not shown in FIG. The exhaust pipe (27) is integral with the frame (15), thus fixed. The exhaust pipe (27) slides freely into a bore in the cylinder head (23), coaxially with the cylinder, by means of a graphite gasket (28) suitable for supporting a temperature of 700 ° C. For. ensure a perfect seal against the exhaust gas despite the vibratory movement, which the lining (28) can not ensure, is disposed between the yoke (23) and the flange (15) secured to the frame, a elastic metal bellows (29). This arrangement makes it possible to prevent the passage of the exhaust gases in the sliding bearing (28), which makes it possible to limit its heating of the lining and, consequently, to increase its service life. Given the quasi-numerical control of the oscillating motor, it is advantageous to prefer to conventional mechanical control of the exhaust valve (6), via the valve stem (20), for example by means of a camshaft, a electromagnetic control.

Ceci peut être réalisé, par exemple avec un noyau plongeur (30), actionné par la bobine (31), dont les lignes de champ sont canalisées par un circuit magnétique (32), solidaire du châssis (15). Le générateur électrique linéaire (3), (4), est coupé en deux parties pour laisser passer le système de graissage (18) ainsi que l'admission d'air frais. Comme il a été dit précédemment on choisi le principedu générateur synchrone, ce qui présente de nombreux avantages : '-meilleur rendement électrique -circuit électronique d'extraction de puissance simplifié -mesure électronique de la vitesse relative du piston par rapport au référentiel (4), (5), (23), sans nécessiter de capteur spécifique. Ce générateur comporte une partie mobile (rotor), constitué par un empilement de disques d'aimant permanents (11), à base de terres rares par exemple, d'épaisseur 3 mm. Entre ces aimants sont intercalés avec des disques de fer ou de fer-cobalt, d'épaisseur 2 mm par exemple. Entre les deux parties du rotor (3) on place une virole ajourée de fentes dans le sens axial (32) ou encore une couronne de colonnettes qui peuvent, en outre assurer l'assemblage de la masse oscillante (2), (3), (32), (3), (2), grâce à un encrage par frettage à l'azote dans les pistons (2). Le stator (4) est, lui aussi, séparé en deux parties, par une virole ajourée (33), comme précédemment pour laisser passer le graissage et l'admission d'air frais. Le stator comporte essentiellement un empilement de circuits magnétiques (13) en fer feuilleté et de bobines (14), ayant la configuration (34), représentée sur la figure 4, destinée à réduire l'inductance de fuite, ce qui est essentiel pour fonctionner à des fréquences de plusieurs dizaines de kHz. .La solidité de l'ensemble (23), (5), (4), (33), (4), (5), (23) est assurée, comme précédemment par des tirants d'acier ou de bronze au béryllium (41), frettés dans l'aluminium des cylindres (5),. Les bobines (14), au nombre total de 20 à 100, suivant la course du piston et le pas d'empilement, comportent chacune de 10 à 30 spires suivant la force électromotrice de la batterie et le type de convertisseur utilisé pour transférer l'énergie dans cette batterie. La figure 5 donne, à titre indicatif et, bien entendu nullement limitatif, un circuit d'extraction d'énergie. Les bobines (14) sont regroupées deux par deux et inversées afin de constituer un point milieux, commun à toutes les bobines, permettant de réaliser un redressement diphasé, qûi vient charger le condensateur (35). Cette disposition permet d'extraire l'énergie électrique du générateur linéaire, quelque soit la position du rotor (3), 'beaucoup plus court, dans le stator (4), ceci sans introduire d'inductance série ( qui arriverait si toutes les bobines étaient connectées en série), qui serait de nature à limiter la vitesse de croissance du courant de charge du condensateur (35) et par suite la puissance crête extraite. .Le transfert d'énergie entre le condensateur (35) et la batterie (38), s'effectue au moyen d'un hacheur de type step down , constitué par le transistor (36), avantageusement un IGBT, l'inductance (37) et la diode (39). Le transistor (36) est commandé à partir du • microcontrôleur (40), via un transformateur d'impulsion, par des impulsions de largeur variables, suivant la technique, bierf connue sous le sigle PWM (Pulse Width Modulation).This can be achieved, for example with a plunger core (30) actuated by the coil (31), whose field lines are channeled by a magnetic circuit (32) integral with the frame (15). The linear electric generator (3), (4) is cut in two parts to pass the lubricating system (18) and the intake of fresh air. As has been said previously, the principal of the synchronous generator has been chosen, which has numerous advantages: - Better electrical efficiency - Electronic circuit for simplified power extraction - Electronic measurement of the relative speed of the piston compared to the reference system (4) , (5), (23), without requiring a specific sensor. This generator comprises a movable part (rotor) consisting of a stack of permanent magnet disks (11), for example based on rare earths, with a thickness of 3 mm. Between these magnets are interposed with discs of iron or iron-cobalt, 2 mm thick for example. Between the two parts of the rotor (3) is placed a perforated ferrule of slots in the axial direction (32) or a ring of columns which can further ensure the assembly of the oscillating mass (2), (3), (32), (3), (2), thanks to an inking by nitrogen shrinking in the pistons (2). The stator (4) is also separated into two parts, by a pierced ferrule (33), as previously to let the greasing and the intake of fresh air. The stator essentially comprises a stack of magnetic circuits (13) laminated iron and coils (14), having the configuration (34), shown in Figure 4, for reducing the leakage inductance, which is essential to operate at frequencies of several tens of kHz. The solidity of the assembly (23), (5), (4), (33), (4), (5), (23) is ensured, as previously by tie rods of steel or beryllium bronze (41), hooped in the aluminum of the rolls (5) ,. The coils (14), with a total number of 20 to 100, depending on the piston stroke and the stacking pitch, each comprise 10 to 30 turns depending on the electromotive force of the battery and the type of converter used to transfer the battery. energy in this battery. FIG. 5 gives, as an indication and, of course, in no way limiting, an energy extraction circuit. The coils (14) are grouped two by two and inverted to form a midpoint, common to all the coils, for performing a two-phase rectification, which ii charges the capacitor (35). This arrangement makes it possible to extract the electrical energy from the linear generator, whatever the position of the rotor (3), much shorter, in the stator (4), without introducing series inductance (which would occur if all the coils were connected in series), which would be likely to limit the rate of growth of the charge current of the capacitor (35) and consequently the peak power extracted. The transfer of energy between the capacitor (35) and the battery (38) is effected by means of a step-down type chopper constituted by the transistor (36), advantageously an IGBT, the inductance (37) ) and the diode (39). The transistor (36) is controlled from the microcontroller (40), via a pulse transformer, pulses of variable width, according to the technique, bierf known as PWM (Pulse Width Modulation).

Elle permet de contrôler la puissance extraite du générateur linéaire de telle sorte qu'il reste à la partie mobile (2), (3), (32), (3), (2); une énergie cinétique suffisante, pour assurer dans sa fin de course une compression convenable de l'air précédemment aspiré. La mesure de l'énergie cinétique est déduite de la mesure de vitesse du piston, la quelle est obtenue soit par la mesure de la durée des impulsions observables aux bornes des bobines (14), soit par une mesure de la vitesse de recul de la masse (23), (5), (4), (33), (4), (5), (23), au moyen d'un capteur (16), (17), magnétique par exemple. Ainsi, à partir de cette mesure, on obtient la vitesse du rotor, par multiplication par le rapport des masses stator/rotor. Dans le calcul de l'énergie cinétique utilisable-pour effectuer la compression, on devra toujours tenir compte de celle du stator, même si la vitesse de celui-ci est souvent 20 à 30 fois inférieure à celle du rotor. La possibilité de calculer avec le microcontrôleur (40), à chaque cycle le taux de compression et l'instant exact de l'injection de carburant, malgré la dispersion du remplissage d'air frais qui peut être affectée par des instabilités hydrodynamiques, ainsi que l'absence de contrainte quant à la position des points morts, confère au moteur oscillant une grande souplesse, qui élimine notamment tout risque d'apparition de cliquetis. Le démarrage du moteur thermique oscillant s'effectue en utilisant la réversibilité du générateur linéaire synchrone. Ainsi, si on alimente par des créneaux de tension, convenablement synchronisés, les bobines (14) du stator (4), le générateur se transforme en moteur linéaire, utilisable pour la mise en route des moteurs thermiques. La commande des 'bobines (14), s'effectue au moyen des IGBT (Tl,T2 , Tn), connectés en antiparallèle aux bornes des diodes de redressement (Dl, D2, D3, Dn). La commande de ces IGBT est effectuée par le microcontrôleur (40) en vue de : 1°) synchroniser en fonction de la position relative des dents magnétiques (11), (12), (13), 2°) n'alimenter que les bobines qui sont placées au droit du rotor (3) Pour réaliser ceci il faut connaître en permanence la position du rotor (3) par rapport au stator (4). Ceci peut être réalisé, par exemple au moyen d'un codeur magnétique absolu (41), disposé en regard des pistes gravées sur la virole (32) (ou sur les colonnettes qui en font office). La position du piston constitue une entrée du microcontrôleur (40), qui programme la compression puis l'injection pour provoquer le démarrage des moteurs. L'invention peut être utilisée comme source d'énergie pour la recharge des batteries dans un système hybride de propulsion de véhicule. Il peut aussi être utilisé comme groupe 35 électrogène, dans une multitude d'applications et notamment pour la micro cogénération.. It makes it possible to control the power extracted from the linear generator so that it remains at the mobile part (2), (3), (32), (3), (2); a sufficient kinetic energy, to ensure in its end stroke proper compression of the air previously sucked. The measurement of the kinetic energy is deduced from the measurement of piston speed, which is obtained either by measuring the duration of the pulses observable across the coils (14), or by measuring the speed of recoil of the coil. mass (23), (5), (4), (33), (4), (5), (23), by means of a sensor (16), (17), magnetic for example. Thus, from this measurement, the speed of the rotor is obtained by multiplication by the ratio of the stator / rotor masses. In calculating the kinetic energy that can be used for compression, the stator must always be taken into account, even if the speed of the stator is often 20 to 30 times less than that of the rotor. The possibility of calculating with the microcontroller (40), at each cycle, the compression ratio and the exact moment of the fuel injection, in spite of the dispersion of the fresh air filling which can be affected by hydrodynamic instabilities, as well as the absence of constraint on the position of the dead spots, gives the oscillating motor a great flexibility, which eliminates especially any risk of occurrence of rattling. The oscillating engine is started using the reversibility of the synchronous linear generator. Thus, if the coils (14) of the stator (4) are powered by appropriately synchronized voltage pulses (4), the generator is transformed into a linear motor that can be used to start the thermal engines. The control of the coils (14) is effected by means of the IGBTs (T1, T2, Tn), connected antiparallel to the terminals of the rectifying diodes (D1, D2, D3, Dn). The control of these IGBTs is performed by the microcontroller (40) in order to: 1 °) synchronize as a function of the relative position of the magnetic teeth (11), (12), (13), 2 °) feed only the coils which are placed in line with the rotor (3) To achieve this it is necessary to know permanently the position of the rotor (3) with respect to the stator (4). This can be achieved, for example by means of an absolute magnetic encoder (41) disposed opposite the tracks etched on the shell (32) (or on the columns that serve). The position of the piston constitutes an input of the microcontroller (40), which programs compression and injection to cause the motors to start. The invention can be used as an energy source for recharging batteries in a hybrid vehicle propulsion system. It can also be used as a generator, in a multitude of applications and in particular for micro CHP.

Claims

1) electrothermal generator, powered by an oscillating heat engine, characterized in that. it comprises: -two internal combustion engines (1), in opposition, coupled by a rigid connection between their two pistons (2). a movable part (3) of a linear induction electric generator, equivalent of the rotor in a rotating machine, integral with the pistons (2) -a linear induction electric generator stator (4), integral with the cylinders (5) motors (1) -means (6), (7), (8), suitable for providing the two or four stroke cycle of the engines (1), including in particular: the intake, the ignition, the exhaust....

2) Apparatus according to claim 1, characterized in that the linear electric generator (3), (4) is, by analogy with the terminology of rotating machines, induction or asynchronous type 15, which means that the moving part (rotor) (3) is constituted by a conductive tube (copper or aluminum), solid. .3) Device according to claim 1, characterized in that the movable part or parts (rotor) (3) of said linear electrical generator (3), (4) are, always by analogy with rotating machines, of the synchronous type, or still brushless which means that it has permanent magnets multipolar. 4) Device according to claims 1, 2, or 3, characterized in that the oscillating piston or pistons, comprise valves (6), integral with the cylinder head (23) and (9), integral with the pistons (2) 5) Device according to claims 1, 2, 3, or 4, characterized in that the energy extracted from the stator (s) (4) is controlled by suitable electronic means (40) so that the remaining kinetic energy in the piston or pistons, after extraction thereof, is just sufficient to ensure the next compression. 30