FR2948972A1 - Machine rotative a vilebrequins obliques - Google Patents

Abstract

Dispositif constitué d'un carter fixe (50) et d'un rotor (C) d'axe(M) supportant deux vilebrequins (6) et (7) à parties centrales obliques qui actionnent deux bielles (20) et (80), lesquelles entrainent deux pales (35) et (95) en un mouvement de rotation oscillatoire. Chacune des deux pales est équipée de deux pistons évoluant dans une enceinte centrale de révolution (S) située entre les deux vilebrequins entrainés en rotation par deux couples d'engrenages coniques de rapport 1/2. Les variations de volumes ainsi créées dans l'espace (S), reproduisent avec un couple de lumière d'admission (51) et d'échappement accolées, et d'un dispositif d'allumage (53), les quatre temps d'un cycle moteur. Forme sphérique retenue pour la partie centrale des vilebrequins, forme torique pour celle de l'enceinte(S), forme hémisphérique pour les chambres de combustion. Dispositions pour l'emplacement des segments des pistons et des pales porte-pistons (17), (18), (19) . Applications extensibles aux moteurs hybrides et aux compresseurs.

Description

La présente invention a pour objet l'amélioration des machines rotatives volumétriques, constituées pour l'essentiel de deux ensembles coaxiaux supportant chacun une paire de pistons se déplaçant dans une chambre de révolution autour d'un axe, à une vitesse moyenne de rotation identique pour les deux ensembles, mais avec des vitesses instantanées différentes pour chacun d'eux, de telle sorte que le volume entre chaque piston varie constamment entre une valeur minimale et une valeur maximale.

L'enceinte motrice, qui contient ces pistons, possède à sa périphérie deux ouvertures adjacentes servant, dans le cas d'un fonctionnement moteur à combustion interne, l'une à l'admission de l'air ou du mélange carburé, l'autre à l'évacuation des gaz brûlés. A l'opposé de ces ouvertures, par rapport à l'axe de rotation, se trouve le dispositif d'allumage, bougie ou injecteur, pour provoquer l'inflammation du mélange comprimé au préalable entre les deux pistons qui vont se présenter devant ce dispositif. Les pistons, en se rapprochant et en s'éloignant l'un de l'autre à l'aide d'une cinématique d'entraînement adaptée, qui place deux pistons adjacents au plus près l'un de l'autre au passage devant le dispositif d'allumage, vont faire en sorte qu'en un quart de tour de l'arbre moteur et grâce à un positionnement judicieux de ces pistons, les quatre volumes emprisonnés entre les quatre pistons vont réaliser l'admission, la compression, l'allumage et la détente du gaz et son échappement. Les avantages évidents procurés par la conception de cette partie motrice - suppression des dispositifs de distribution tels que soupape et arbre à cames, obtention de quatre cycles complets en un tour de l'arbre moteur, plus grande compacité - ont attiré les recherches et de nombreux brevets ont été déposés, mais les solutions proposées n'ont pas permis un développement significatif car elles induisent des inconvénients importants, soit pour la cinématique d'entraînement (fragilité et/ou complexité de certains organes constitutifs tels que embiellages, épi ou hypocycloïdaux, cardans, engrenages elliptiques), soit pour la combustion (forme de chambre conduisant à une consommation excessive), soit pour l'étanchéité (segments à étanchéité linéaire), soit pour la variation d'un cycle à l'autre de la position du point mort haut . Le dispositif selon l'invention remédie à ces défauts. Il se caractérise essentiellement, pour la cinématique d'entraînement des pistons, par l'emploi de deux vilebrequins à partie centrale oblique, dits en Z , disposés de part et d'autre de l'enceinte motrice contenant les pistons. Leurs axes de rotation sont perpendiculaires à l'axe moteur, mais parallèles entre eux, avec, sur chacune des parties centrales des vilebrequins inclinées d'un angle I° par rapport à leur axe de rotation, l'implantation d'une bielle mobile dont les extrémités, diamétralement opposées par rapport au centre du vilebrequin, vont tourillonner dans un plan perpendiculaire à l'axe moteur, par l'intermédiaire d'un support porte-piston, libre d'osciller autour de l'axe moteur avec une amplitude égale à deux fois I°. Chaque porte-piston est relié rigidement à deux pistons qui évoluent dans l'enceinte motrice de révolution en occupant chacun des places diamétralement opposées par rapport à l'axe moteur. Chaque vilebrequin est équipé à une extrémité d'un engrenage conique de rapport 1/2 vis-à-vis de l'engrenage fixe associé, lié au carter, avec lequel il s'engrène, et à l'autre extrémité d'une masselotte, contre poids d'équilibrage à l'engrenage d'entraînement. Ces deux couples d'engrenages permettent ainsi aux vilebrequins de tourner en synchronisme à la même vitesse mais en sens inverse l'un de l'autre. Ils sont calés de telle sorte que, d'une part lorsque les parties obliques des vilebrequins sont parallèles, les plans médians des pistons de chacune des bielles mobiles sont perpendiculaires entre eux, ce qui permet à ces pistons, lors de la rotation des vilebrequins, de se rapprocher et de s'écarter les uns des autres avec une amplitude de variation angulaire égale à 4 fois et que d'autre part, lors de la rotation du rotor, les pistons adjacents se trouvent à leur rapprochement maximum au passage devant les lumières d'admission et d'échappement, positions parfaitement répétitives d'un cycle à l'autre. La vitesse de rotation de ces vilebrequins peut être élevée, d'où la forme sphérique retenue pour leur partie centrale. Centrée sur le point de jonction de l'axe moteur et de l'axe du vilebrequin elle comprend une partie importante de ce vilebrequin et une partie complémentaire de la bielle mobile. La masse de cet ensemble sphérique est calculée pour amortir les variations des efforts transmis aux dents d'engrenages. L'invention se caractérise également par la forme torique retenue pour l'enceinte motrice de révolution. Sa section, par un plan passant par l'axe moteur, est divisée en trois secteurs angulaires sensiblement égaux, correspondant à trois parties séparées : une partie périphérique, la plus éloignée de l'axe commun, reliée au carter sur laquelle sont implantés tous les dispositifs annexes tels que lumières, bougie ou injecteur, dispositifs de refroidissement, et de deux parties mobiles, quasi identiques et en vis-à-vis, dites pales porte-pistons, reliées chacune à un vilebrequin en Z et supportant chacune deux pistons de forme appropriée qui vont tourner en oscillant autour de l'axe moteur à l'intérieur de cette enceinte motrice. L'étanchéité du moteur est obtenue : - Pour les pistons, par l'utilisation de segments annulaires sur au moins deux rangées situées dans des plans passant par l'axe moteur dont l'une en amont du piston et l'autre en aval, avec un écartement angulaire entre ces rangées, supérieur à celui de l'évidement d'allumage ou d'injection, lorsqu'il existe. Chaque rangée est elle-même fractionnée en deux arcs de segment accessoirement munis de tétons d'ancrage, l'un des arcs de segment s'appuyant sur le porte-piston en vis-à-vis, l'autre arc de segment s'appuyant sur la partie carter fixe ; - Pour les pales, par l'emploi de segments annulaires centrés sur l'axe moteur, deux d'entre eux, implantés dans le carter fixe, venant s'appuyer sur la partie cylindrique, destinée à cet effet, de chacun des porte-pistons en vis à vis, le plus près possible de la paroi interne de l'enceinte motrice ; le troisième segment implanté dans une gorge de l'une des faces de l'un des porte-pistons, perpendiculaire à l'axe moteur, venant s'appuyer sur la face du porte-piston en vis-à-vis, le plus proche possible de l'enceinte motrice. Dans l'invention, l'écartement angulaire des pistons peut être choisi suffisant pour adopter une forme de chambre de combustion hémisphérique ou celle qui s'en rapproche le plus afin de favoriser la réduction de la consommation spécifique. Aussi, on choisira pour les pistons une forme symétrique par rapport au plan médian passant par l'axe commun, chaque demi piston étant amputé sur ses extrémités et sur la partie la plus éloignée du centre du tore, d'un volume d'évidement correspondant sensiblement à un quart de sphère, de façon à ce que, lorsque deux pistons adjacents sont au plus proches l'un de l'autre, les deux évidements contigus reproduisent, pour le volume de combustion au moment de l'allumage, sensiblement cet hémisphère.

Pour faciliter les conditions d'avance à l'allumage, la bougie (ou l'injecteur) pourra être décalée vers la lumière d'admission jusqu'à la limite de l'hémisphère de la chambre de combustion lorsque celle-ci est positionnée au point mort haut .

Enfin selon des modes particuliers de réalisation : - Mise en place, sur la partie périphérique fixe de l'enceinte motrice liée au carter, d'une face d'appui pour chacune des pales porte-pistons, munie de coussinets ou de roulements et de dispositifs de graissage, pour supporter les efforts importants subis par ces pales. - Modification de la forme cylindrique de la coupe de l'enceinte motrice par un plan passant par l'axe moteur, en remplaçant la section arquée de la partie périphérique fixe de cette enceinte par une section droite (génératrice parallèle à l'axe moteur) ceci induisant une forme adaptée pour les pistons et l'utilisation de segments droits pour l'étanchéité liée à cette partie de l'enceinte motrice. - Machine dans laquelle les axes de rotation des vilebrequins ne sont plus parallèles entre eux, mais perpendiculaires. - Machine dont la puissance motrice a été accrue soit par multiplication du nombre de pistons sur chaque support de porte- pistons, soit par multiplication sur l'arbre moteur du nombre d'enceintes motrices, soit par combinaison de ces deux dispositions. - Machine sur laquelle une au moins des extrémités, incluant rotor et carter moteur, a été aménagée pour intégrer un alternateur, un démarreur ou une génératrice, ce dernier cas conduisant aux utilisations des moteurs hybrides. Les dessins annexés illustrent schématiquement l'invention : La figure 1 montre en coupe un moteur volumétrique à palettes à combustion interne.

La figure 2 représente en coupe une machine volumétrique rotative en version compresseur. Les figures 3,3bis et 3ter sont des schémas explicitant le fonctionnement d'un vilebrequin en Z avec différentes variantes simplificatrices.

La figure 4 décrit la constitution d'une machine rotative volumétrique à vilebrequins en Z avec l'ensemble de ses éléments principaux. Les figures 5a à 5h représentent l'évolution de la position des pistons dans leur espace de déplacement pour chaque variation d'un quart de tour des deux vilebrequins en Z .

La figure 6 représente la forme sphérique de la partie centrale d'un vilebrequin en Z . La figure 7 est une coupe selon l'axe moteur de l'enceinte motrice, des deux vilebrequins en Z qui 5 l'encadrent et des segments annulaires des pales. La figure 8a montre la coupe d'un piston dans son enceinte torique avec les portions de segments annulaires. La figure 8b schématise une coupe, selon un plan perpendiculaire à l'axe moteur, de deux pistons au point mort 10 haut et de la forme hémisphérique de la chambre de combustion ainsi que la position de la bougie. Les figures 8c et 8d sont des variantes pour la forme des segments et des pistons. La figure 9 représente la coupe d'un moteur rotatif à 15 vilebrequins en Z , dont les bielles porte-pistons possèdent chacune deux paires de pistons. La figure 10 schématise la constitution d'une machine rotative possédant trois cadres supports de vilebrequin en Z .

20 La figure 11, semblable à la figure 4, en diffère par la position des plans des supports de vilebrequins qui ne sont plus coplanaires mais perpendiculaires entre eux. La figure 12 schématise l'association moteur thermique- génératrice électrique.

25 Ces différentes figures permettent de mieux comprendre la teneur et l'intérêt de l'invention. La figure 1 explicite le fonctionnement moteur d'une machine rotative volumétrique. On y retrouve le piston (1) solidaire du piston (2) mais diamétralement opposé par 30 rapport à l'axe (0), l'ensemble constituant la pale (1-2) ; le piston (3) solidaire du piston (4) mais diamétralement opposé par rapport à l'axe (0), l'ensemble constituant la pale (3-4). On y retrouve également, à la périphérie de la surface de révolution dans laquelle se meuvent les pistons, 35 les deux ouvertures adjacentes, l'une (51) pour l'admission de l'air ou du mélange carburé, l'autre (52) pour -7 l'évacuation des gaz brûlés ; à l'opposé de ces ouvertures par rapport à (0), la bougie d'allumage (ou l'injecteur) (53). On voit que, si les pales (1-2) et (3-4) tournent dans le sens des aiguilles d'une montre (sens de la flèche) en se rapprochant et s'éloignant alternativement l'une de l'autre, à l'aide d'une cinématique d'entraînement adaptée, qui minimise le volume entre deux pistons adjacents au passage devant le système d'allumage, en un quart de tour elles auront réalisé les quatre temps d'un cycle moteur ; par exemple et dans le cas représenté sur la figure (1) : admission entre (2) et (3), compression entre (3) et (1), allumage et détente entre (1) et (4), échappement entre (4) et (2). La figure (2) schématise le fonctionnement de ce dispositif pour une utilisation en compresseur, ce qui nécessite l'emploi de deux paires d'ouvertures au lieu d'une, soit deux ouvertures (51) pour l'admission du fluide entre (2) et (3) et entre (1) et (4) et adjacentes à ces deux admissions, deux ouvertures d'échappement (52) pour l'évacuation des gaz comprimés entre (3) et (1) et entre (4) et (2). L'utilisation de vilebrequins en Z est apparue comme la meilleure solution pour assurer la cinématique d'entraînement. Le schéma de la figure 3 en illustre le principe et permet de mieux comprendre son fonctionnement. Un vilebrequin dit en Z (6), dont la partie centrale oblique est emprisonnée entre les deux paliers (60) et (63) d'un support(10), tourne d'un angle A° à l'intérieur de ce support (10). Sur la partie centrale du vilebrequin (61-62), inclinée d'un angle I° par rapport à son axe de rotation (60-63), pivote un arbre(20) appelé double bielle mobile dans la suite de l'exposé. Les extrémités de cette double bielle sont diamétralement opposées par rapport au centre de l'axe incliné du vilebrequin. Elles tourillonnent en (21) et(22) dans un cadre (30), qui peut lui-même osciller sur le support(10) autour des tourillons(31) et(32), selon un axe (31-32), dit axe moteur M, perpendiculaire à la fois à l'axe (21-22), et à l'axe de rotation (60-63) du vilebrequin (6). Si l'on appelle (012) le point central de jonction des droites (60-63), (21-22), et (31-32), et que l'on trace une perpendiculaire (012Z12)au plan du support (10) qui contient les axes (60-63) et (31-32) et si l'on nomme a° l'angle que forme le plan du cadre (30) avec (012Z12) il est facile de démontrer que a° évolue de façon sinusoïdale en fonction de l'angle de rotation A° du vilebrequin (6) entre les valeurs de +I° et -I°. En solidarisant le cadre (30) à la portion d'un cylindre moteur annulaire (112) par l'intermédiaire des attaches (101) et (102) et en fixant sur cette portion du cylindre moteur les pistons (1)et(2) disposés de façon à ce qu'ils soient diamétralement opposés par rapport à l'axe M, on réalise, autour de l'axe (31-32), la pale (1-2), qui oscille de façon sinusoïdale, en fonction de l'angle de rotation A° du vilebrequin (6), entre +I° et -I° c'est-à-dire avec une amplitude angulaire de deux fois I°. Cette conclusion est valable indépendamment du sens de rotation du vilebrequin (6) qui peut tourner soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit dans le sens inverse. Sur la figure 3 sont représentés les tourillons (31) et (32) du support (30) situés à l'extérieur du support (10) du vilebrequin. Rien n'interdit de les placer à l'intérieur du cadre support (10) comme indiqué sur la figure 3 bis pour le tourillon (31), voire d'en supprimer un, comme représenté sur la figure 3 ter - suppression du tourillon (31) - dès lors que la double bielle mobile (20) est maintenue centrée en (012) sur la partie inclinée du vilebrequin et toujours soutenue par le cadre (30), en partie amputé, et qui supporte les tourillons (21),(22)et(32). Toutefois il restera à vérifier l'aptitude de la double bielle mobile (20) et du support (30), ainsi réduits, à supporter les efforts requis. L'oscillation angulaire, que l'on a ainsi décrit pour la pale (1-2) au moyen d'un vilebrequin en Z , peut aussi être obtenu pour la pale (3-4) avec un deuxième vilebrequin en Z . On va donc appliquer pour cette pale (3-4) le même dispositif que celui de la pale (1-2), comme indiqué sur la figure 4 mais décalé sur l'axe M, de façon à pouvoir placer entre le dispositif de la pale (1-2), précédemment décrit, et celui de la pale (3-4) que l'on va décrire, un espace suffisant pour installer l'ensemble des parties du système cylindre moteur (la portion annulaire (112) étant l'un des constituants), avec tous les accessoires : admission, échappement, et dans le cas d'une utilisation moteur à explosion, les dispositifs d'allumage ou d'injection. Un vilebrequin en Z , (7) sur la figure 4, d'axe (70 73), tourne dans un support de vilebrequin (40) d'un angle B°. Le plan dans lequel s'inscrit ce support (40) est le même que celui du support (10), ce qui signifie que les supports de vilebrequin (10)et(40) peuvent être associés rigidement l'un à l'autre dans un bâti commun C , mobile autour de M. Sur la partie centrale (71-72) du vilebrequin (7), inclinée d'un angle J° par rapport à l'axe de rotation (70-73) du vilebrequin, une double bielle mobile (80) dont les extrémités (81)et(82), diamétralement opposées par rapport au centre de l'axe incliné du vilebrequin (7), vont tourillonner dans un cadre (90) qui peut lui-même osciller dans le support (40) autour des tourillons (91)et(92), alignés avec (31)et(32). Cet axe (91-92) est perpendiculaire à la fois à l'axe (81-82) et à l'axe de rotation (70-73) du vilebrequin (7). Pour la suite de l'exposé on choisira la valeur de J° égale à I°. Soit (034) le point d'intersection des droites (70-73),(81-82)et(91-92), cette dernière en prolongement de l'axe (31-32) ; soit (034234) la perpendiculaire en (034) au plan de support (40) qui contient les axes (70-73)et(91-92), et soit b° l'angle que forme le plan (90) avec (034Z34) est facile de vérifier que b° évolue de façon sinusoïdale en fonction de l'angle B° du vilebrequin (70-73) entre les valeurs de + J° et - J°, c'est à dire entre +I° et -I° si 2948972 -10- l'on choisit J°= I°, comme précisé plus haut. En associant rigidement au cadre (90) la portion de cylindre moteur annulaire (134) par l'intermédiaire des attaches (103)et(104), portion de cylindre moteur sur laquelle on 5 fixera les pistons (3)et(4), diamétralement opposés par rapport à l'axe moteur (91-92), on voit que l'on a réalisé, pour la pale(3-4) autour de l'axe (91-92), c'est-à-dire autour de l'axe moteur M, et en fonction de l'angle B° du vilebrequin(70-73), le mouvement oscillatoire recherché et 10 d'amplitude angulaire de deux fois I° ; conclusion valable quel que soit le sens de rotation du vilebrequin (7). Le principe des dispositifs d'oscillation des pales (1-2) et (3-4) ayant été ainsi décrit, il est nécessaire de satisfaire à certaines conditions supplémentaires.

15 Il faut synchroniser les rotations des vilebrequins (6) et (7) avec le mouvement de rotation de tout l'ensemble du bâti commun C contenant ces vilebrequins, autour de l'axe M. Dans ce but, on adoptera une même vitesse de rotation pour les vilebrequins (6) et(7), mais un sens de 20 rotation opposé pour chacun d'eux (A°=-B°). Ce choix offre l'avantage de neutraliser sur le bâti commun les efforts dus aux forces gyroscopiques des vilebrequins (6) et(7). Ensuite, en suivant le parcours d'un piston, on constate qu'à chaque demi-tour du vilebrequin auquel il est relié, un temps de 25 cycle moteur est accompli. Or, il faut en accomplir quatre lors d'un tour complet du bâti commun C autour de l'axe M ; il faut donc que chaque vilebrequin effectue quatre demi-tours soit deux tours pour un tour de l'axe moteur M. Ceci peut être obtenu, pour chaque vilebrequin, par un train 30 d'engrenages à couple conique de rapport 1/2, les engrenages de petits diamètres (d12)et(d34) étant fixés respectivement sur les axes des vilebrequins (6)et(7), les engrenages de grands diamètres (D12)et(D34) étant fixés sur le carter moteur qui supporte l'axe moteur M par les 2 paliers (55)et(56).

35 Il faut également que les pistons de la pale (3-4) 2948972 -11- s'intercalent dans les espaces de déplacement des pistons de la pale (1-2) sans jamais pouvoir les toucher. On remarquera que, lorsque les attaches (101) et(102) ainsi que (103) et(104) sont perpendiculaires aux supports 5 des vilebrequins (10) et(40), c'est à dire au bâti commun C , leurs positions correspondent aux médianes de débattement de ces pales. Les pistons qui leur sont associés doivent donc se trouver dans les positions représentées sur la figure 1, avec le plan axial de symétrie des pistons (1) 10 et(2), perpendiculaire à celui des pistons (3) et(4). On placera donc les pistons (1)et(2) diamétralement opposés l'un à l'autre vis-à-vis de l'axe M sur le cylindre annulaire (112), solidaire du cadre (30) par les attaches (101)et(102) et on réalisera la même opération pour les pistons (3)et(4) 15 intercalés et fixés sur la portion de cylindre annulaire (134) et solidaire du cadre (90) par les attaches (103)et(104), de telle sorte que les plans axiaux de symétrie de deux pistons adjacents se trouvent à 90° l'un de l'autre. Si on adopte ces positions particulières comme point de 20 départ pour le décompte des angles de rotation des vilebrequins(A°=B°=0), avec, comme condition supplémentaire, le fait que les axes des parties obliques des vilebrequins soient parallèles, il est facile de vérifier que lorsque les vilebrequins tournent en synchronisme, mais en sens inverse 25 l'un de l'autre, le débattement angulaire maximal entre les plans axiaux de deux pistons adjacents est de 4 fois I°, valeur directement liée à la cylindrée moteur . En effet, si e° représente l'épaisseur angulaire d'un des pistons (1),(2),(3)ou(4) et si, au point mort haut ,le 30 volume compris entre deux pistons adjacents est minimum, voire nul, hormis le volume de la chambre de combustion incluse dans les pistons, on a entre I° et e° la relation suivante, I° et e° étant exprimés en degrés, : 4 fois I° doit être inférieur ou égal à 180° moins 2 fois e°.

35 Enfin, dans une option préférée de l'invention on choisira, d'une part, pour les positions des axes des pistons 2948972 -12- (1)et(2) sur le cylindre annulaire (112),et d'autre part, pour les positions des pistons (3)et(4) sur le cylindre annulaire (134), celles qui font un angle de +(ou-)45°ou -(ou+)45° respectivement vis à vis des plans (30)et(90) 5 lorsque A°=B°=0. Pour faciliter la compréhension du mouvement, on va utiliser, comme indiqué, sur la figure 4, les coordonnées cartésiennes, avec, pour le système de la pale (1-2), l'axe (012X12) coïncidant avec l'axe (012-31); l'axe (012Y12) 10 coïncidant avec l'axe (012-63) et l'axe (012Z12) perpendiculaire en (012) au plan (X12012Y12), c'est-à-dire au plan du cadre (10). Pour le système de la pale (3-4), l'axe (034X34) coïncidant avec l'axe (034-91); l'axe (034Y34) coïncidant avec l'axe (034-73) et l'axe (034Z34) 15 perpendiculaire en (034) au plan (X34034234) c'est-à-dire au plan du cadre(40). Comme indiqué précédemment, (012X12) et (034X34) sont colinéaires sur l'axe M (31-32-91-92), avec (034X34) situé dans la partie négative de l'axe (012X12) de telle sorte que 20 l'enceinte cylindre-moteur des pistons soit intercalée entre(32) et(91). Tout cet ensemble est contenu à l'intérieur d'un carter moteur fixe (50) traversé par l'axe moteur M(012X12, colinéaire avec 034X34) et supporté à ses deux extrémités par 25 les paliers (55) et (56) de ce carter (50). Dans la suite de l'exposé, et pour simplifier la terminologie on appellera, pale (1-2) l'ensemble du dispositif constitué du cadre (30), des attaches (101) et (102) et des portions de cylindres annulaires (112) qui 30 relient le cadre (30) aux pistons (1) et (2). De même, la dénomination pale (3-4) signifiera l'ensemble du dispositif constitué du cadre (90), des attaches (103) et (104) et des portions de cylindres annulaire (134) qui relient le cadre (90) aux pistons (3) et (4).

35 Pour préciser les mouvements de rotation de cet ensemble, rappelons que A° est la position angulaire du 2948972 - 13 - vilebrequin (6) tournant autour de (60-63), c'est-à-dire de (012Y12), B° la position angulaire du vilebrequin (7) tournant autour de (70-73), c'est-à-dire de (034Y34) et, comme précisé précédemment, on choisira pour origine du mouvement, la 5 position particulière correspondant à celle où les attaches (101)et(102) d'une part, (103)et(104) d'autre part, sont parallèles l'une à l'autre, c'est-à-dire lorsque les plans médians des pistons (1),(2) d'une part et des pistons(3),(4) d'autre part sont à 90° l'un de l'autre, comme sur la figure 10 1. Dans ce cas la partie en Z inclinée (61-62) du vilebrequin (6) se trouve nécessairement dans le plan (10) et nous choisirons pour l'extrémité (62) la position où elle se trouve dans l'angle de coordonnées positives en (012X12) et (012Y12),ce qui correspond pour cette situation particulière 15 de (6) à A°=0. De même la partie en Z inclinée (71-72) du vilebrequin (7) se trouve nécessairement dans le plan (40). On choisira de situer l'extrémité (72) de la partie inclinée du vilebrequin(7) dans l'angle de coordonnées positives en (034X34) ainsi qu'en (034Y34) , ce qui rend les parties 20 inclinées des vilebrequins (6)et(7)parallèles. Si B° représente la position angulaire de(7) autour de l'axe (034Y34) avec B°=0,pour cette position particulière de (7), il est facile de vérifier que si le vilebrequin (6) tourne de A° -valeur trigonométrique dans le système d'axe (012X12Y12Z12) -, 25 il faut que le vilebrequin (7) tourne de B°=-A°(valeur trigonométrique dans le système d'axe (034X34Y34Z34)) Si l'on veut créer des variations de volume pour les espaces compris entre les pistons ; alors que, si la pale (3-4) tournait d'un angle B°= A°, la variation de l'écartement 30 angulaire resterait nulle entre les pistons et les effets des forces gyroscopiques sur le bâti commun mobile M s'ajouteraient. Cette dernière conclusion est valable aussi si (72) est situé dans l'angle de coordonnées négatives en (034X34) et positives en (034Y34) avec B°=- A°. Par contre, 35 avec (72), ainsi situé, et B°= A°, on retrouve les premières conclusions précédentes â savoir une variation maximale de 2948972 - 14 - l'écartement angulaire entre les plans axiaux de deux pistons adjacents, de 4 fois I°, mais avec les inconvénients dus aux effets des forces gyroscopiques. Outre la synchronisation entre les vilebrequins, la 5 paire d'engrenages coniques (d12-D12) et (d34-D34) de rapport 1/2 assure la rotation synchrone de tout l'ensemble mécanique moteur M autour des paliers (55)et(56) vis-à-vis du carter moteur (50) sur lequel, dans le cas de l'utilisation moteur, sont fixés la pipe d'admission (51), la pipe d'échappement 10 (52), le dispositif d'allumage {53) (bougie ou injecteur). Les schémas des figures 5 décrivent le mouvement moteur dans les hypothèses préférentiellement retenues : B°=-A° ;(62), situé dans la partie positive du plan(O12X12Y12) et(72), situé dans la partie positive du plan (034X34Y34) pour 15 A°=B°=0. Les figures 5a à 5h représentent très schématiquement l'évolution de la position des pistons dans leur espace de déplacement pour chaque augmentation de 90°de A°; au centre de la figure, symboliquement, sont indiquées la position de 20 chaque vilebrequin, la position des engrenages de synchronisme et celles des liaisons entre les pistons et les plans (30) et(90), supports des doubles bielles mobiles. On a également figuré les emplacements des lumières d'admission et d'échappement ainsi que celles de la bougie ou de l'injecteur 25 sur la périphérie des espaces de déplacement des pistons. Ces emplacements correspondent sensiblement aux endroits où les volumes entre pistons sont minimum, comme on peut le constater sur les figures 5b, 5d, 5f, 5h. Pour A°=0, les axes des quatre pistons sont à 90° les 30 uns des autres, le sens de leur mouvement est indiqué par la flèche (f). Entre les pistons (4) et(2) l'air, ou le mélange carburé, introduit par la lumière (51) est aspiré. Entre les pistons (2) et(3) l'air ou le mélange carburé précédemment introduit, et emprisonné entre ces pistons, est comprimé.

35 Entre les pistons (3) et(1), le mélange carburé qui a été enflammé par la bougie (53) ou l'air qui a reçu sa dose de 2948972 - 15- combustible pulvérisé par l'injecteur (53) et qui s'est spontanément enflammé se détend en écartant ces deux pistons; entre les pistons (1) et (4) le gaz brûlé et détendu lors du temps moteur précédent, est évacué par la lumière (52).

5 Lorsque le vilebrequin (6) a tourné d'un quart de tour (A°=90°), on se trouve dans la situation de la figure 5 b. Entre(4) et(2) tout l'air ou le mélange carburé a été aspiré (volume d'aspiration maximal) ; entre(2) et(3) tout l'air ou tout le mélange carburé a été comprimé dans un volume minimum 10 correspondant à la chambre de combustion. C'est sensiblement à ce moment que l'allumage se produit entre les deux pistons et va provoquer la détente motrice; entre (3) et(l) le gaz brûlé entre ces pistons s'est détendu; entre (1) et(4) les gaz brûlés et détendus précédemment entre ces pistons 15 finissent d'être évacués par (52) et cet espace se prépare à être à nouveau rempli de gaz frais par (51). Lorsque le vilebrequin (6) a encore tourné d'un quart de tour (A°=180° ; figure 5c) on se retrouve dans la situation de la figure 5a à cette différence près que le 20 piston (1) a pris la place du piston (4) qui a pris la place du piston (2) qui a pris la place du piston (3) qui a pris la place du piston (1). Dans les quatre espaces compris entre les pistons, les quatre temps d'un cycle ont ainsi été accomplis : admission 25 entre (4) et(2), compression entre (2) et (3), allumage et détente entre (3) et (1), échappement entre (1) et (4). Pour A°= 720° ; B°= - 720°, soit après deux tours de rotation des vilebrequins chaque piston a effectué un tour complet et on retrouve les positions des différents 30 constituants schématisées sur la figure 5a. Si l'on voulait inverser le sens de rotation du moteur dans l'espace de déplacement des pales, il faudrait inverser sur le carter fixe la position de l'admission et de l'échappement et modifier le sens de rotation de A° et 35 corrélativement de B°. 2948972 -16- Une autre caractéristique de l'invention liée à l'utilisation de vilebrequins en Z concerne la forme donnée à la partie centrale de ces vilebrequins pour faciliter l'équilibrage et réduire les efforts sur les dents 5 d'engrenages. En effet si l'axe moteur M tourne deux fois moins vite que celui d'un moteur quatre temps quatre cylindres en ligne dit classique , par contre les vilebrequins (6) et(7) vont tourner à la même vitesse que celle d'un moteur classique , donc nécessiter un bon 10 équilibrage. Pour y satisfaire, on donnera à ces vilebrequins la forme représentée sur le schéma de la figure 6. En effet, et en prenant le cas du vilebrequin (6)- le raisonnement sera le même pour le vilebrequin (7)- pour que ce vilebrequin soit équilibré statiquement et dynamiquement autour du point 15 012, c'est-à-dire par rapport à l'axe moteur M(31-32-91-92) ainsi que par rapport à l'axe (60-63) de sa rotation dans le support (10) et ainsi que par rapport à l'axe (21-22), puisque cet axe est l'axe de rotation de la bielle (20) qui entraîne le cadre (30), solidaire des pales porteuses des 20 pistons, on adoptera une forme sphérique autour de 012,(de 034 pour le vilebrequin(7))ou on s'en rapprochera le plus possible, pour la partie centrale du vilebrequin incluant d'une part la partie (61-62) du vilebrequin incliné d'un angle I° par rapport à l'axe (60-63) et d'autre part la 25 partie de la bielle (20)qui tourne en oscillant autour de cette partie centrale inclinée selon l'axe(21-22). L'effort moteur produit sur les pistons et renvoyé sur les vilebrequins va être transmis aux dents d'engrenages. Or au moment du pic de pression généré lors de l'explosion, cet 30 effort peut se révéler prohibitif si aucun dispositif de lissage, tel que volant d'inertie, ne vient s'interposer entre les pistons et les couples d'engrenages. C'est ce rôle que les vilebrequins sphériques vont jouer, en écrêtant par leur inertie les effets des pointes de pression. Le lissage 35 ainsi réalisé, dont l'importance sera directement lié à la masse c'est-à-dire au diamètre des sphères, entraînera une 2948972 -17- réduction des efforts sur les dents d'engrenage, évitant des dimensionnements disproportionnés pour ces dernières. Enfin, les vilebrequins(6) et (7) vont constituer deux gyroscopes soumis à une rotation rapide, selon un axe 5 perpendiculaire à leur propre axe de rotation. Ceci va engendrer un couple gyroscopique pour chacun des vilebrequins, qui va se traduire par deux forces égales et opposées, parallèles à l'axe moteur (55-56), sur le bâti moteur C qui devra les supporter.

10 La figure 6 représente la partie centrale du vilebrequin (6), dans le cas où I° = 15°, évoluant dans son cadre (10). A une extrémité de ce vilebrequin se trouve l'engrenage conique mobile (d12), solidaire du vilebrequin ; à l'autre extrémité se trouve une masselotte d'équilibrage (mie) de cet engrenage 15 (d12). La partie fixe (D12) de l'engrenage conique, solidaire du carter (50), est représentée engrenée sur l'engrenage mobile (d12). Une partie de la bielle (20) est représentée pivotant autour de la partie inclinée (61-62) du vilebrequin au moyen de coussinets ou roulements non dessinés. Sa forme 20 est étudiée pour constituer, complémentairement avec le vilebrequin (6) un ensemble sensiblement sphérique. L'emploi d'un nouveau mécanisme d'entraînement des pales, et le choix d'une forme particulière pour les parties centrales des vilebrequins, tels que ceux qui viennent d'être 25 décrits, peuvent être avantageusement complétés par certaines dispositions pour la conception de la partie moteur. Le périmètre S de la section de l'espace de déplacement des pales par un plan passant par l'axe M peut être divisé en trois parties (schéma de la figure 7): 30 l'une,(35),partie de la pale (1-2) solidaire des pistons (1)et(2), l'autre, (95), partie de la pale (3-4) solidaire des pistons (3) et (4) et la troisième, (54), solidaire du carter fixe (50). La partie (35) correspond au cadre (30) de la figure 4 lié par les attaches (101)et(102) d'une part et 35 les portions de cylindres (112) d'autre part aux pistons (1)et(2). Elle est entraînée par (21-22) à osciller autour de 2948972 -18- (31-32).La partie (95) est quasiment identique à la partie (35), elle lui fait vis-à-vis. Elle correspond au cadre (90) de la figure 4, relié par les attaches (103) et (104) d'une part et les portions de cylindres annulaires (134) d'autre 5 part aux pistons (3) et (4) ; elle est entraînée par (81-82) à osciller autour de (91-92) (figures 4 et 7). La partie (54) qui complète les deux parties précédentes est située sur la périphérie extérieure de la section de l'espace de déplacement des pales par rapport à l'axe M et fait partie du 10 carter moteur fixe (50). C'est elle qui reçoit le dispositif d'allumage ou d'injection. C'est sur elle également que sont implantées les lumières d'admission et d'échappement. Elle est le siège du dispositif de refroidissement, soit par circulation de fluide -(57) dans le cas de la figure 7 - soit 15 par ailettes. Les parties (35) et (95) solidaires des pales (1-2)et(3-4) vont tourner en oscillant, autour de l'axe M à l'intérieur de la partie (54) d'une part et indépendamment l'une de l'autre, d'autre part. Diverses formes peuvent être retenues pour le périmètre S 20 telles que : carré, rectangle, triangle, ou cercle. Ce sont ces deux dernières qui présentent le plus d'avantages. Mais la forme triangulaire (triangle isocèle ou équilatéral), avec le sommet du triangle au plus près de l'axe moteur et les côtés adjacents égaux reliés chacun à une pale, génère, dans 25 les volumes compris entre les pistons, des zones de recoins conduisant, dans le cas d'une utilisation moteur, à la production d'imbrulés et à la formation de dépôts carbonés. La forme circulaire est donc plus appropriée. Elle conduit, pour l'espace de déplacement des pales, à un tore d'axe M. Le 30 mouvement des pistons dans ce tore s'apparente ainsi à celui d'un piston de moteur dit classique , ce qui va permettre d'employer pour les pistons du moteur étudié des segments ou portions de segments annulaires analogues à ceux de ces moteurs classiques . (Portions de segments (15) et (16) 35 pour les pistons dont la coupe est représentée sur les schémas des figures Sa et 8b). 2948972 -19- La forme de la chambre de combustion peut être choisie et optimisée, à l'inverse de certains moteurs rotatifs, pour parvenir au meilleur compromis puissance-rendement. On peut par exemple adopter une forme de chambre proche de 5 l'hémisphère pour la position du point mort haut , où deux pistons adjacents sont au plus près l'un de l'autre (figure 8b). Dans ce cas chaque piston constitué d'une portion de tore est amputé sur la partie la plus éloignée du centre du tore et de part et d'autre du plan de symétrie médian de ce 10 piston passant par l'axe moteur, d'un volume correspondant sensiblement à un quart de sphère, soit la moitié du volume V de la chambre de combustion Cc, de façon à reconstituer ce volume V avec le piston adjacent dans la position du point-mort haut .

15 L'écartement angulaire d'un piston - e°- doit donc être suffisant pour contenir les deux demi-chambres de combustion ainsi que le dispositif qui assure l'étanchéité de part et d'autre des faces d'un piston. Or, cette étanchéité doit être assurée également au passage du piston devant l'évidement de 20 la bougie ou de l'injecteur. Ceci peut être obtenu en disposant sur le piston deux rangs de segments ou de portions de segments annulaires espacés d'une distance au moins égale à celle de cet évidement, comme le montre la figure 8b. Il en résulte un écartement angulaire minimum pour e° relié à la 25 valeur de l'obliquité I° des vilebrequins, comme déjà précisé précédemment. La bougie d'allumage (ou l'injecteur) sera implanté sur la partie carter-moteur fixe dans le plan de symétrie du tore perpendiculaire à l'axe moteur M, mais, de préférence, 30 décalée vers la lumière d'admission et sensiblement à la limite de l'hémisphère de la chambre de combustion lorsque celle-ci est positionnée au point mort haut comme indiqué sur la figure 8b, la flèche f indiquant le sens de rotation des pales, de façon à permettre une avance à l'allumage qu'on 35 pourra faire varier en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. 2948972 -20- L'étanchéité réalisée autour des pistons par les segments ou portions de segments tels que (15) et (16) (figure 8b) sera complétée également, entre les porte-pistons (35) et (95) et le carter fixe (54), par des segments 5 annulaires, axés sur M tels que (17), (18) et (19). Par exemple, (figure 7), le segment (17) implanté dans une gorge du carter fixe(54) va venir s'appuyer sur la partie cylindrique (17 bis) du porte-piston(35),le plus près possible de la paroi interne du tore. De même le segment(18) 10 implanté dans une gorge du carter fixe(54) va venir s'appuyer sur la partie cylindrique (18 bis) du porte-piston(95), le plus près possible de la partie interne du tore. Quant au segment {19) implanté dans une gorge, sur l'une des faces perpendiculaires à m, le plus près possible de la paroi 15 interne du tore, et dans l'un des porte-pistons(35)ou(95),il viendra s'appuyer sur la face (19 bis) perpendiculaire à m du porte-piston en vis-à-vis c'est-à-dire (95)ou(35). Pour une meilleure étanchéité on pourra multiplier le nombre de segments tels que(17),(18),(19) ainsi que ceux des pistons 20 (1),(2),(3)et(4).Rien n'interdit également de disposer les gorges de (17) et (18) sur les porte-pistons (35) et (95) et de faire appuyer ces segments sur le carter fixe (54) ; toutefois dans ce cas il sera plus difficile de rapprocher ces segments de la paroi interne du tore pour assurer une 25 bonne étanchéité. Dans ce type de moteur, les segments, en permanence perpendiculaires à leur face d'appui, offrent l'avantage de permettre une bonne étanchéité surface sur surface, comme dans les moteurs dits classiques .

30 On peut également adopter le dispositif représenté sur la figure 8c, variante de la figure 8a, où le carter(50) possède de part et d'autre de la partie moteur(54) des faces d'appui(535)et(595) pour les pales(35)et(95) par l'intermédiaire de coussinets lubrifiés ou de roulements 35 d'axe M. 2948972 -21- Enfin, on peut s'approcher davantage de la forme hémisphérique pour la chambre de combustion en aplatissant le tore sur sa partie périphérique, c'est-à-dire, en adoptant une forme cylindrique pour la partie fixe 5 du carter-moteur et en limitant la forme circulaire de cette section moteur au deux supports de pistons(35)et(95) tels que schématisés sur la figure 8d. On peut également, pour limiter les déplacements des portions de segments de pistons tels que (15)et(16) à des mouvements radiaux, munir ces portions de 10 segments de tétons(116)encastrables dans des cavités ajustées à cet effet dans les pistons de(35)et(95) comme représentés sur les figures 8c et 8d. Différentes variantes peuvent découler de la conception décrite précédemment : 15 - Soit en associant à chacune des parties toriques (35)et(95),jouant le rôle de bielles porte-pistons, un nombre N de paires de pistons avec N nombre entier supérieur ou égal à 1 ; ce qui suppose l'implantation de N bougies ou injecteurs et de N dispositifs 20 d'admissions et d'échappements également répartis à la périphérie du tore faisant partie du carter moteur fixe, ainsi que l'adoption pour l'entraînement des axes (60-63) et (70-73) de deux couples d'engrenages coniques de rapport 1/2N, les engrenages de grands diamètres étant fixés sur le 25 carter moteur. Si les vilebrequins 6 et 7 tournent à la vitesse V, l'axe moteur M tournera à la vitesse V/2N, c'est-à-dire beaucoup plus lentement. La figure 9 représente très schématiquement et dans le cas où N = 2, la coupe, selon un plan perpendiculaire à l'axe moteur (55-56), de l'enceinte 30 contenant les 8 pistons. - Soit en multipliant sur l'axe moteur M le nombre de cadres-supports de vilebrequins tels que (10) et (40). La figure 10 représente schématiquement l'adjonction d'un cadre-support (100) sur l'axe M en prolongement des 35 cadres (10) et (40). Le plan axial qui supporte (10) et (40) sera le même que celui qui supporte (100). Ce cadre (100) va - 22 - supporter le vilebrequin (110) qui, relié au couple (D56) et (d56) d'engrenages coniques d'entraînement de (110), en tout point semblables aux deux autres couples d'engrenages, aura, si ce couple d'engrenages est disposé comme indiqué sur le schéma de la figure 10 (côté des Y positifs) des positions identiques à celles du vilebrequin (6). Ce vilebrequin va entraîner le cadre (120) relié à la pale (7s - 8s) supportant les pistons (7s)et(8s) qui vont se mouvoir dans un ensemble moteur que l'on va placer entre le cadre (40) et le cadre (100), de la même manière que l'on a placé l'ensemble moteur des pistons (1),(2),(3)et(4)entre les cadres (10)et(40). Dans l'ensemble moteur contenant les pistons (7s)et(8s) on va adjoindre les pistons (5s)et(6s), rattachés au cadre (90) et qui occupent dans ce cadre des positions symétriques à celles des pistons (3)et(4) par rapport à l'axe (81-82) de ce cadre. Bien entendu, le dimensionnement de cette partie centrale contenant les cadres (40) et(90) devra tenir compte des efforts accrus, puisque cette partie centrale subira l'action motrice de quatre pistons au lieu de deux. On peut étendre ce raisonnement à n cadres-supports de vilebrequins alignés sur l'axe (31-32) ou (55-56) avec, entre chaque cadre n-1 ensembles moteurs contenant chacun deux paires de pistons. - Soit en combinant les deux variantes précédentes : association en ligne de n-1 ensembles moteurs, avec pour chaque ensemble deux bielles d'entraînement, reliées à N paires de pistons (avec N entier supérieur à 1). La vitesse de l'axe moteur sera égale à V/2N si V est la vitesse des vilebrequins. Ces différents exemples de variantes ne prétendent pas épuiser toutes les solutions possibles qui découlent des différents paramètres de construction telles que les angles des plans de chacun des vilebrequins entre eux, leurs sens de rotation, les positions initiales de départ, les angles d'inclinaisons du Z choisis pour chacun d'entre eux, le choix de l'emplacement des pistons sur leurs supports 2948972 - 23 - respectifs. Le schéma de la figure 11 est une illustration de cette remarque. Comparable à la figure 4, elle en diffère essentiellement par la position des plans (10) et (40) des vilebrequins (6) et(7) qui ne sont plus coplanaires mais 5 perpendiculaires entre eux avec les modifications nécessairement induites par ce changement pour le sens de rotation des vilebrequins, la position des pistons sur leurs supports etc. Dans un tel cas les forces gyroscopiques des vilebrequins n'étant plus colinéaires, il va s'en suivre une 10 force de basculement sur l'ensemble support des vilebrequins qu'il faudra équilibrer au moyen de masselottes appropriées et non représentées sur ce schéma. Enfin, la conception de ce moteur présente des analogies de formes et de mouvements avec les machines 15 électriques : génératrices, moteurs et alternateurs notamment. On peut ainsi concevoir d'aménager une de ses extrémités ou les deux, de façon à intégrer un alternateur pour recharger la batterie et(ou) une génératrice qui réversiblement peut être utilisée en tant que moteur ou 20 démarreur. On peut réaliser ainsi un groupe électrogène compact donc plus léger et sans doute d'un coût de fabrication moindre. Ce sont les parties des rotors moteurs les plus proches des extrémités qui sont le mieux adaptées pour l'incorporation de cette structure électrique. Dans ce 25 but on choisira préférentiellement, pour les cadres supports des doubles bielles placées aux extrémités, la disposition représentée sur la figure 3bis. On pourra ainsi plus aisément l'accoupler au rotor de la machine électrique que l'on veut intégrer. Si les conclusions du calcul des efforts le 30 permettent, la disposition présentée sur la figure 3ter pourra être retenue (suppression du côté le plus extérieur du cadre support de la double bielle et du tourillon correspondant). La figure 12 schématise cette association moteur thermique-générateur(s) électriques avec la 35 disposition des tourillons correspondant à la figure 3bis : la partie du rotor moteur située entre le palier (55) et le 2948972 -24- tourillon (31) est réservée à l'emplacement de l'alternateur avec sa partie rotor (Ar) située dans le moteur Rm avec en vis-à-vis sa partie stator (As) située dans le carter fixe (50) du moteur. L'autre extrémité du rotor moteur est 5 réservée pour un générateur moteur électrique, inséré entre le palier (56) et le tourillon (92) avec sa partie rotor (Gr) intégrée au rotor moteur et sa partie stator (Gs) intégrée au carter fixe (50) du moteur en vis-à-vis du stator.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1- Machine volumétrique rotative, de type à pales battantes, contenant quatre pistons(1)à(4), et deux porte-pistons, évoluant dans une enceinte motrice de révolution(S) autour d'un axe commun(0)ou axe-moteur(M), comportant un carter fixe(50)englobant une partie de l'enceinte(S)et possédant au moins un couple de lumières d'admission(51)et d'échappement(52)accolées, avec, en plus, dans le cas d'une utilisation moteur à combustion interne, un dispositif d'allumage tel que bougie ou injecteur(53), situé à l'opposé des lumières vis-à-vis de l'axe moteur, caractérisée en ce que, dans le carter fixe, et pour assurer les mouvements des pistons, se meut un rotor(C),tournant autour de l'axe moteur(M),constitué de deux ensembles solidaires(10)et(40), disposés chacun de part et d'autre de l'enceinte(S),chaque ensemble supportant un vilebrequin -(6) pour l'ensemble(10) ; (7) pour l'ensemble(40)- à partie centrale oblique, dite en Z - de(61)à(62) pour le vilebrequin(6) ; de(71)à(72)pour le vilebrequin(7) - les axes de rotation de(6)et(7) étant parallèles entre eux mais perpendiculaires à l'axe moteur(M), avec, sur chacune des parties centrales des vilebrequins (61)à(62) ou (71)à(72) inclinées d'un angle I° par rapport à leur axe de rotation, l'implantation d'une bielle mobile - (20)pour le vilebrequin(6) ; (80) pour le vilebrequin(7)-dont les extrémités, diamétralement opposées par rapport au centre du vilebrequin, vont tourillonner dans un plan perpendiculaire à l'axe commun, par l'intermédiaire d'un support porte-piston, -(30) pour le vilebrequin(6) ; (90) pour le vilebrequin(7)- libre d'osciller autour de l'axe commun avec une amplitude égale à deux fois I°, chaque porte- piston étant relié rigidement à deux pistons -(1)et(2)pour le porte-piston(30) ; (3)et(4) pour le porte-piston(90)- qui évoluent dans l'enceinte motrice de révolution(S) en occupant, chacun, des places diamétralement opposées par rapport à l'axe moteur(M), chaque vilebrequin étant équipé à une extrémité d'un engrenage conique de rapport 1/2 vis-à-visde l'engrenage associé, centré sur l'axe moteur(M)et fixé au carter- (die) et (D12) , pour le vilebrequin (6) ; (d34) et (D34) , pour le vilebrequin(7)- ces deux couples d'engrenages permettant ainsi aux vilebrequins de tourner en synchronisme à la même vitesse mais en sens inverse l'un de l'autre et ces deux couples d'engrenages étant calés de telle sorte que, d'une part, lorsque les parties obliques des vilebrequins sont parallèles, les pistons(l) et (2), reliés au porte-piston(30) par les attaches(112), et les pistons(3) et(4), reliés au porte-piston(90) par les attaches(134), ont des plans médians passant par l'axe(M) perpendiculaires entre eux, ce qui permet à ces pistons lors de la rotation des vilebrequins, de se rapprocher et de s'écarter les uns des autres avec une amplitude de variation angulaire égale à quatre fois I0 et que, d'autre part, lors de la rotation du rotor, les pistons adjacents(1)et(4), (4)et(2), (2)et(3), (3)et(1), se trouvent à leur'rapprochement maximum au passage devant les lumières d'admission(51) et d'échappement(52).
2. 2 - Machine, selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des vilebrequins est équilibré par rapport au point de jonction de l'axe commun(M) et de l'axe du vilebrequin -(012), pour le vilebrequin (6) ; (034) pour le vilebrequin(7)- par un contrepoids à l'engrenage d' entrainement - (m12) pour l'engrenage (d12) ; (m34) pour l'engrenage (d34)- et par l'adoption pour la partie centrale des vilebrequins(6)et(7), d'une forme sphérique, centrée sur ce point de jonction et constituée du vilebrequin lui-même et d'une partie importante de la bielle mobile(20)ou(80), la masse de cet ensemble sphérique étant calculée pour amortir les variations de couple.
3. 3- Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que l'enceinte motrice de révolution (S) possède une forme torique et est divisée en trois parties : une partie périphérique(54), la plus éloignée 35 de l'axe moteur(M), reliée au carter(50) sur laquelle sontimplantés tous les dispositifs annexes tels que lumières (51),(52),bougie ou injecteur(53),système de refroidissement (57), et deux parties mobiles(35)et(95), dites pales porte- pistons supportant chacune deux pistons de forme appropriée-(1)et(2)pour(35) ;(3)et(4) pour (95)- qui vont tourner en oscillant autour de l'axe moteur(M) à l'intérieur de cette enceinte(S).
4. 4- Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle utilise des dispositifs d'étanchéité spécifiques pour les différents éléments de l'enceinte(S), constitués d'une part, pour les pistons, d'au moins deux rangées de segments annulaires, l'une(16) en amont du piston, l'autre(15) en aval, avec un écartement angulaire entre ces rangées au moins égal à celui de l'évidement d'allumage ou d'injection, lorsqu'ils existent, chaque rangée étant elle-même fractionnée en deux arcs de segments, accessoirement munis de tétons d'ancrage(116), l'un des arcs de segment s'appuyant sur le porte-piston en vis-à- vis(35)ou(95), l'autre arc de segment s'appuyant sur la partie carter fixe(54); dispositifs d'étanchéité constitués d'autre part de segments annulaires centrés sur l'axe moteur(M), deux d'entre eux (17)et(18) implantés dans le carter fixe(54), venant s'appuyer sur la partie cylindrique (17bis),(18bis), destinée à cet effet de chacun des portepistons(35)et(95) en vis-à-vis, le plus près possible de la paroi interne de l'enceinte moteur(S), le troisième segment implanté dans une gorge de l'une des faces de l'un des portepistons(35)ou(95), perpendiculaire à l'axe moteur, venant s'appuyer sur la face du porte-piston en vis-à-vis(95) ou (35),le plus proche possible de la paroi interne de l'enceinte moteur(S).
5. 5- Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans le cas d'une utilisation moteur 35 à combustion interne, d'une part les pistons(1),(2),(3),(4)ont une forme symétrique par rapport à un plan sécant médian passant par l'axe moteur(M), chaque demi-piston situé de part et d'autre de ce plan étant amputé sur ses extrémités et sur la partie la plus éloignée de l'axe moteur, d'un volume d'évidement correspondant sensiblement à un quart de sphère de façon à ce que, lorsque deux pistons sont au plus proches l'un de l'autre, les deux évidements contigus reproduisent, pour le volume de combustion, au moment de l'allumage, sensiblement un hémisphère et que d'autre part, pour cette position particulière, la bougie d'allumage ou l'injecteur(53) pourra être décalé vers la lumière d'admission(51) jusqu'à la limite de l'hémisphère de la chambre de combustion.
6. 6- Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la partie périphérique fixe(54) de l'enceinte motrice liée au carter(50) possède de part et d'autre de cette partie motrice une face d'appui(535)et(595) pour chacune des pales porte-pistons(35)et(95).
7. 7- Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la coupe de la partie périphérique fixe de l'enceinte motrice(S) par un plan passant par l'axe moteur(M) n'est plus une portion d'arc de cercle centré sur cet axe(M), mais une génératrice parallèle à l'axe(M), ce qui impose une modification de la forme des pistons et l'utilisation de portions de segments droits(154) pour l'étanchéité liée à cette partie de l'enceinte motrice(S).
8. 8- Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les axes de rotation des vilebrequins (6)et(7) ne sont plus parallèles entre eux mais perpendiculaires entre eux.
9. 9 - Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée, soit par multiplication par(N),(N nombre entier supérieur à 1) du nombre de paires de pistons surchaque support porte-pistons(30) et(90), nécessitant la multiplication par N du nombre de dispositifs d'admission (51), d'échappement(52) et éventuellement d'allumage(53), ainsi que l'utilisation de couples d'engrenages coniques de rapport 1/2N ; soit par multiplication sur l'axe (M) du nombre d'enceintes motrices(S) par ajout au rotor(C), qui réunit les deux ensembles (10) et (40), de nouveaux ensembles tels que (100), n ensembles au total(n étant un nombre entier supérieur à 2), avec tous les accessoires qui leurs sont associés, tels que vilebrequins(110), pales porte-pistons (120), couples d'engrenages coniques d'entrainement (d56),(D56), l'engrenage de petit diamètre étant fixé à une des extrémités du vilebrequin(110), celle-ci choisie de façon à ce que ce vilebrequin tourne en synchronisme mais en sens inverse du ou des vilebrequins adjacents, les(n-1)enceintes motrices(S) étant intercalées entre les n ensembles (101,(40),(100),_ les pales porte-pistons telles que (90) des vilebrequins situés entre deux enceintes motrices(S) ayant la double tâche d'actionner une paire de pales dans chacune de ces enceintes ; soit en combinant les deux variantes précédentes : association en ligne de (n-1)ensembles moteurs, avec pour chaque ensemble, deux bielles d'entrainement reliées à N paires de pistons.
10. 10- Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'une extrémité du rotor(C) constitue la partie rotor (Ar) d'un alternateur avec sa partie stator associé (As) incluse dans le carter fixe (50), l'autre extrémité du rotor (C) constituant la partie rotor (Gr) d'un démarreur ou d'une génératrice avec la partie stator (Gs) de ce démarreur ou de cette génératrice incluse dans le carter fixe (50).35