FR2995027A1 - Moteur a combustion interne ameliore - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un moteur à combustion interne comprenant un cylindre (3), une culasse (1) fixée sur la partie extérieur haute du cylindre (3) à la façon d'un couvercle, un piston (7) qui circule avec un mouvement alternatif dans le cylindre (3) et qui, en position haute délimite avec le cylindre (3) et la culasse (1) une chambre de combustion (5), ledit piston étant relié à un mécanisme aval à actionner par une bielle (8), un injecteur carburant (17), un injecteur comburant (18) et une soupape d'échappement (12). Il comporte un actuateur (16) piloté, un détecteur de flamme (32) apte à enregistrer le déclenchement de la réaction de combustion entre le carburant et le comburant et un injecteur d'eau (19), l'actuateur (16) et le détecteur de flamme (32) étant configurés pour provoquer l'activation de l'injecteur d'eau (19) immédiatement après le déclenchement de la réaction de combustion entre le carburant et le comburant.

Description

Moteur à combustion interne amélioré La présente invention concerne un ensemble de dispositifs qui collaborent en synergie de façon à créer un nouveau type de moteur à combustion interne à deux étages de puissance. Le premier brevet ayant trait à un moteur à combustion interne à été déposé en 1807 par l'inventeur Nicéphore Niepce, cette invention s'appelait « pyréolophore », il fonctionnait par poussée de la déflagration sur un circuit d'eau.

Le 30 janvier 1807, le Suisse Isaac de Rivaz déposa le premier brevet de moteur à combustion interne avec piston. En 1865, le premier brevet concernant l'injection d'eau dans un moteur à combustion interne a été déposé par Pierre Hugon, cette injection avait pour but, de ralentir la combustion.

Pendant la seconde guerre mondiale, il était courant, sur les avions de chasse, d'injecter dans la chambre de combustion, un mélange d'eau et d'alcool (50%d'eau et 50% d'alcool) dans le but d'obtenir une surpuissance temporaire ou pour abaisser la température de fonctionnement et par là, augmenter la longévité du moteur.

Rudolf Diesel, ingénieur Franco-allemand, inventa un moteur à combustion interne, brevet du 23 février 1893, ce moteur ne fonctionnait pas avec des bougies d'allumage mais par auto inflammation suite à l'utilisation d'un fort taux de compression. Le moteur Diesel fût conçu à l'origine, comme une installation facilement adaptable aux coûts d'utilisation des combustibles disponibles localement, tels que les huiles végétales, le charbon à l'état pulvérulent, les huiles lourdes. Depuis cette date, une multitude d'inventeurs ont déposés des brevets concernant le moteur à combustion interne fonctionnant sur 4 temps, sur 2 temps, sur 6 temps dont 2 temps vapeur, à double pistons opposés dans le même cylindre et la liste des inventions passées sur ce type de moteur est longue, ceci en utilisant divers carburants, dont, le gaz, l'alcool, diverses sortes d'essence, de l'huile végétale, du charbon à l'état pulvérulent, du pétrole, des huiles lourdes, etc. Le moteur à combustion interne a été utilisé dans de nombreux secteurs d'activité : véhicules automobiles, navires, avions, engins de travaux publics, engins militaires. Néanmoins les moteurs à combustion interne de l'état de la technique présentent toujours d'importants inconvénients, et en particulier la perte d'énergie que constitue le refroidissement jusqu'ici rendu obligatoire dans le fonctionnement du moteur à combustion interne et qui oblige à prévoir un système de circulation d'eau et de radiateur ou pour le refroidissement par air, de ventilateur et d'un système d'ailettes intégré aux cylindres. Il est paradoxal d'avoir à concevoir des dispositifs pour rejeter de l'énergie à l'extérieur du moteur et dans l'environnement au lieu de récupérer cette perte d'énergie en la transformant en travail.

Les exemples d'injection d'eau de l'état de la technique tentent de répondre à cet inconvénient, mais ils restent mal maitrisés, et leur efficacité à l'échelle industrielle en est donc limitée. La présente invention a pour but de pallier au moins en partie à ces inconvénients. A cet effet elle propose un moteur à combustion interne comprenant un cylindre, une culasse fixée sur la partie extérieur haute du cylindre à la façon d'un couvercle, un piston qui circule avec un mouvement alternatif dans le cylindre et qui, en position haute délimite avec le cylindre et la culasse une chambre de combustion, ledit piston étant relié à un mécanisme aval à actionner par une bielle, un injecteur carburant, un injecteur comburant et une soupape d'échappement. Ce moteur est particulier en ce qu'il comporte un actuateur piloté, un détecteur de flamme apte à enregistrer le déclenchement de la réaction de combustion entre le carburant et le comburant et un injecteur d'eau, l'actuateur et le détecteur de flamme étant configurés pour provoquer l'activation de l'injecteur d'eau immédiatement après le déclenchement de la réaction de combustion entre le carburant et le comburant. Grâce à ces dispositions, on obtient un moteur optimisé, consommant moins et polluant moins. Selon d'autres caractéristiques : ledit injecteur d'eau peut être un brumisateur-injecteur, injectant des particules très fines aptes à réagir très rapidement, ledit cylindre peut être en un matériau non magnétique, ledit piston en un matériau ferromagnétique, et un solénoïde peut être disposé autour dudit cylindre, de sorte que le mouvement dudit piston dans ledit cylindre produit un courant électrique induit dans ledit solénoïde ; une telle disposition permet une production de courant électrique induit en même temps que la production d'énergie mécanique ; cela est utile par exemple pour réaliser un four à induction de fusion d'acier ou de ferraille, ou alors pour éviter un alternateur dans un véhicule et néanmoins charger la batterie, ou pour réaliser un nouveau type de groupe électrogène, lesdits injecteurs peuvent être configurés pour fonctionner en l'absence d'air atmosphérique, avec des carburants de type carburants-ergol et des comburants de type comburants-ergol, permettant ainsi une mise en oeuvre dans des environnements sans air ou avec peu d'air, ou très toxiques, ledit injecteur d'air peut être connecté à une bouteille de gaz comprimé, et ledit actuateur configuré pour permettre un transfert de gaz comprimé vers lesdites bouteilles de gaz comprimé quand ledit moteur n'est pas sollicité en fonctionnement comme moteur à combustion interne, et un transfert en sens inverse lors de phase de forte sollicitation dudit moteur, permettant ainsi un fonctionnement hybride d'un véhicule, avec récupération d'énergie sous forme d'air comprimé lors du freinage, et libération de ladite énergie par exemple au redémarrage ; en ce cas le moteur fonctionne en mode « moteur pneumatique », la face interne du cylindre et/ou la face externe du piston peuvent être revêtus en couches minces de carbone hydrogéné de type diamant, permettant ainsi une diminution des frottements, et une amélioration des performances du moteur. La présente invention concerne également un ensemble de motorisation d'un navire comprenant un moteur selon l'invention, disposé en partie supérieure du bordage dudit navire et à l'intérieur, connecté à un arbre de transmission, de préférence par un mécanisme d'embrayage, ledit arbre de transmission descendant verticalement à l'intérieur de la coque du navire pour déboucher à l'extérieur du fond du navire et se connecter à un pod de propulsion mécanique orientable, configuré pour aider aux manoeuvres du navire. Une telle disposition permet d'améliorer sensiblement les performances de la propulsion d'un navire. La présente invention concerne encore un ensemble de motorisation d'un navire comprenant un moteur selon l'invention, disposé en partie supérieure du bordage dudit navire et à l'extérieur, connectés à un arbre de transmission, de préférence par un mécanisme d'embrayage, ledit arbre de transmission descendant verticalement à l'extérieur de la coque, et entraînant des turbines à axe vertical disposées le long de l'arbre de transmission, de sorte à engendrer une traînée dynamique de propulsion le long de la coque du navire ; une telle disposition permet de supprimer la salle des machines, ce qui donne un gain d'espace important, ainsi qu'une réduction significative des risques d'incendie, et d'équiper le navire de moteurs très performants. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit arbre de transmission peut déboucher à l'extérieur du fond du navire et se connecter à un pod de propulsion mécanique orientable, configuré pour aider aux manoeuvres du navire. La présente invention concerne également un procédé de fabrication de moteurs selon l'invention dans lequel l'ensemble bloc cylindre-culasse-piston est utilisé pour réaliser tous types de moteurs de la liste : moteur en ligne à plusieurs cylindres (A), moteur en ligne inversé (B), moteur en deux lignes opposées (C), moteur en deux lignes disposées en V (D), moteur en deux lignes disposées en H (E), moteur en étoile simple, moteurs en étoiles combiné ; on obtient ainsi une fabrication industrielle avec des équipements très variés obtenus à partir d'un composant principal qui est toujours le même, avec une réduction des coûts correspondante. L'avantage apporté par la présente invention réside principalement en ce qu'elle permet de disposer d'un moteur très performant d'un point de vue de sa consommation énergétique ainsi que de sa faible pollution, et qui donne en plus accès à des fonctionnalités particulières, comme la production parallèle de courant. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit faite en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente en coupe une vue d'une partie d'un moteur à combustion interne selon l'invention, - la figure 2 représente une vue de dessus schématique de la culasse cylindrique de type couvercle à vis, - la figure 3 représente une vue sur le bloc-cylindre-culasse solénoïde générant un courant électromagnétique induit obtenu grâce au mouvement de déplacement alternatif du piston, faisant fonction d'aimant, au travers d'un solénoïde, ce piston étant réalisé en acier de qualité magnétique, - la figure 4 représente une vue où est présenté différentes compositions possibles de moteurs dont l'ensemble bloc-cylindres-culasse est toujours identique, ce qui permet de réaliser le moteur correspondant le mieux à l'utilisation et à la puissance recherchée en mettant en oeuvre la même pièce produite industriellement, - la figure 5, représente une vue en coupe d'une coque de Navire-Cargo en construction, muni de deux blocs de propulsion présentant le nouveau mode de propulsion des Navires-Cargo en construction neuve, - la figure 6, représente une vue en coupe d'une coque de Navire-cargo en réhabilitation, en reconstruction ou en transformation muni d'un bloc type de propulsion représentant le nouveau mode de propulsion des Navires-cargo en réhabilitation. Comme indiqué sur le dessin des fig. 1 à 3, un moteur à combustion interne selon l'invention comporte une culasse 1 de type couvercle à vis, qui vient se visser sur un cylindre 3. Cette culasse 1 possède coté chambre de combustion 5 une face anti-calamine, obtenue par le dépôt d'un revêtement spécial, et différents orifices d'entrée. La partie haute du cylindre 3 comporte à l'extérieur un filetage 2, sur lequel la culasse 1 vient se visser. Cette culasse 1, une fois vissée et en pression sur un joint de blocage 4 est immobilisée dans cette position par des vis de blocage 15. La partie extérieure basse du cylindre 3 comporte également un filetage bas 9, et vient se visser sur le carter moteur 11 ; ce cylindre est bloqué en position au moyen d'un écrou 10. Le cylindre 3 et le piston 7 peuvent être réalisés en alliage haute résistance, pour le mode de réalisation représenté à la fig. 1. Le cylindre 3 peut être réalisé en alliage amagnétique (non magnétique) pour le mode de réalisation correspondant à la fig. 3, pour permettre d'engendrer un courant électromagnétique induit, suite au mouvement alternatif du piston 7 en alliage ferromagnétique, au travers du solénoïde 20. Le joint de blocage 4 en épaisseur possède une cote d'épaisseur spécifique qui est en corrélation avec le choix du taux de compression et donc du volume de la chambre de combustion 5 à obtenir pour aboutir à l'inflammation spontanée des micro- ou nanoparticules de carburant ; cette épaisseur va varier en fonction du type de carburant à utiliser, soit : - pour le gaz, dont l'inflammation est commandée électriquement, le taux de compression se situe autour de la valeur 7, pour l'essence, dont l'inflammation est commandée électriquement, le taux de compression se situe autour de la valeur 9, pour le gazole, dont l'inflammation est obtenue par un processus d'auto inflammation, grâce à un taux de compression élevé de 18 à 23 environ, il en est de même pour les HVP (huile végétale pure) qui ont un bel avenir, pour les carburants solides obtenus à partir de micro ou nano particules désagrégées, l'inflammation est obtenue par un processus d'auto inflammation, grâce à un taux de compression supérieure à 25. Lorsque le piston 7 est en position Point Mort Haut, le volume de la chambre de combustion 5 évolue en fonction du taux de compression correspondant au carburant choisi. Des segments 6 sont positionnés en partie haute du piston 7, et une bielle 8 sert de liaison entre le piston 7 et un vilebrequin non représenté. Une soupape d'échappement 12 coulisse dans son siège 13, et fonctionne au moyen d'un actuateur 16 sous forme d'électro-aimant, ou électropneumatique piloté lui-même au moyen d'un boîtier électronique de commandes centralisées, qui gère au moyen d'un logiciel approprié, l'ensemble moteur suivant un système sans cames, système appelé CAMLESS, qui permet de supprimer l'arbre à cames, les culbuteurs et les tiges de culbuteurs l'arbre à cames, éventuellement la courroie ou chaîne de distribution, et de commander indépendamment les soupapes au moyen d'un pilotage électronique. Dans ce système, le fonctionnement des soupapes se réalise au moyen d'actuateurs, c'est-à-dire d'électroaimants qui sont pilotés par boîtier électronique dont l'algorithme gère toutes les fonctions moteur ; Un pilotage bien étudié de ce système permet d'apporter de nouvelles facultés de fonctionnement, tel que le passage en fonction compresseur d'air, qui donne la possibilité d'accès au passage à l'état hybride du véhicule en stockant de l'air comprimé dans des bouteilles haute pression, cette énergie pneumatique est récupérée lors du freinage du véhicule et restituée au démarrage. Un tuyau d'échappement 14 dont l'intérieur est revêtu d'un enduit anti calamine permet à l'échappement de rester exempt de calamine. Un injecteur de carburant 17 est disposé sur la culasse 1. Les carburants injectés sont le gaz, l'essence, le gazole, les HVP (huile végétale pure), les micros et nano particules homogènes et désagrégées de végétaux, de charbon homogène. Ces différent types de carburants sont diffusés à haute pression (plusieurs milliers de bars) par un embout brumisateur qui engendre la désagrégation des micro- et nanoparticules, et qui va permettre d'obtenir, en collaboration avec un injecteur d'air 18 un mélange stoechiométrique turbulent constant et dont le débit est en corrélation avec la vitesse de rotation du moteur. Le pilotage de cette opération est réalisé au moyen dudit boîtier de commande électronique, commun avec le pilotage de l'injecteur d'air 18 et de l'ensemble de la gestion moteur. Le principe de l'injection d'un mélange double flux carburant- comburant à l'état stoechiométrique permet de diminuer la pollution et notamment la quantité de particules de suie. Cet injecteur d'air haute pression 18 remplace avantageusement les soupapes d'admission d'air atmosphérique. Le fonctionnement du moteur selon l'invention est le suivant : En phase d'admission, lorsque le piston 7 descend, le comburant, notamment l'air atmosphérique est propulsé, sous très forte pression, par l'injecteur double flux 18 et se détend dans la chambre de combustion 5 qui monte en pression, compte tenu que la soupape d'échappement 12 a été mise en position fermé par l'actuateur 16 à pilotage électromagnétique ou électropneumatique.

En phase de compression, lorsque le piston 7 remonte, une compression de l'air se réalise et la température dans la chambre de combustion 5 augmente. A ce moment, le carburant commence à être propulsé à haute pression par l'injecteur double flux 17, 18 dans la chambre de combustion 5, cette injection de carburant, pilotée électroniquement, se réalise avec la temporisation nécessaire, pour permettre d'atteindre le point d'inflammation spontané au moment précis ou le mélange a atteint, dans la chambre de combustion 5 l'état stoechiométrique et cela, pour tous les types de carburant et taux de compressions compatibles avec le fonctionnement de ce moteur, soit qu'il soient en mode d'inflammation commandée ou à auto inflammation par forte compression des carburants liquides ou solides En phase d'explosion, l'inflammation spontanée du mélange, carburant-comburant à l'état stcechiométrique provoque une réaction exothermique qui engendre une forte chaleur et en conséquence, l'expansion des gaz chauds, ce qui augmente la pression dans la chambre de combustion 5 dont la soupape 12 est en position fermée. Cette pression se répercute sur la tête du piston 7 en phase de descente et constitue une première phase de travail. - Le déclenchement de l'inflammation spontanée et de la réaction exothermique sont immédiatement enregistrés par les détecteurs de flamme 32, qui en réaction déclenchent les brumisateurs haute pression 19, et compte tenu qu'à ce moment, il existe une forte chaleur dans la chambre de combustion 5 suite à cette réaction exothermique engendrée par l'inflammation du carburant, les micro particules d'eau distillée changent instantanément d'état pour passer à l'état de vapeur d'eau, ce qui crée une surpression vapeur dans la chambre de combustion 5; cette surpression vapeur se répercute sur la tête du piston 7 en phase de descente et donc engendre une seconde poussée sur la tête du piston (7). C'est la seconde phase de travail. - L'injection d'eau distillée par brumisation haute pression provoque une réaction endothermique, qui pour se réaliser, va absorber beaucoup de calories et de ce fait, refroidir la chambre de combustion 5 et l'ensemble du bloc cylindre-culasse-piston En phase d'échappement, les gaz brulés et la vapeur d'eau sont refoulés de la chambre de combustion 5 par la remontée du piston dans le cylindre 3, la soupape d'échappement 12 ayant été mise en position ouverte par l'action de l'actuateur 16 à pilotage électromagnétique ou électropneumatique. - Ces gaz d'échappement et vapeur d'eau vont être dirigés au moyen de la tuyauterie d'échappement, vers un pot de condensation, où les gaz, arrivant par le fond de ce pot de condensation contenant une masse d'eau, vont se séparer des suies et micro particules qui seront piégées par le passage au travers de cette masse d'eau, dans laquelle on peut ajouter des adjuvants pour réduire le CO2 et le NOX pour obtenir en sortie des gaz non-polluants L'embout de l'injecteur d'air 18 est réalisé de telle manière qu'il provoque un vortex turbulent et une désagrégation qui engendre un mélange stoechiométrique constant entre le carburant et l'air. Le pilotage de cette opération est réalisé au moyen dudit boîtier électronique commun avec le pilotage de l'injecteur de carburant 17 pour produire un mélange inflammable au taux de compression prédéterminé qui va engendrer une réaction exothermique lors de l'inflammation et donc, l'expansion de gaz chauds et en conséquence, réaliser une pression sur la tête du piston, ce qui correspond à la première phase de travail.

Le programme qui gère l'injection d'air permet de moduler le volume d'air injecté par les injecteurs 18 dans la chambre de combustion 5 lors de la remontée du piston 7 en phase de compression, ce qui permet d'obtenir un taux de compression variable, ceci afin de pouvoir choisir le moment de l'inflammation spontanée en corrélation avec la richesse ou la pauvreté du mélange air- carburant, tout en restant dans le volume prédéterminé de la chambre de combustion 5 et par la hauteur du joint 4. Un brumisateur haute pression 19 permet d'injecter un brouillard de micro particules d'eau distillée et éventuellement un mélange d'eau et de méthanol, dans la chambre de combustion 5. Cette injection de brouillard d'eau distillée est déclenchée après que la réaction exothermique due à l'inflammation du carburant se soit enclenchée. Cette inflammation est détectée par les détecteurs de flamme 32 se trouvant à l'intérieur de la chambre de combustion 5. Cette injection de brouillard par les brumisateurs 19 dans la chambre de combustion 5, déclenchée par les détecteurs de flamme 32 a pour effet d'engendrer une forte production de vapeur d'eau, ce qui va produire une seconde poussée sur la tête du piston et donc une seconde phase de travail et qui, en plus, va engendrer une réaction endothermique qui va absorber beaucoup de calories et donc de ce fait, va refroidir la chambre de combustion 5 avec pour conséquence avantageuse, de permettre la suppression de l'ensemble des éléments du circuit de refroidissement du moteur qui sont habituellement prévus. Cette vapeur, lors de la remontée du piston en phase d'échappement va s'échapper dans le circuit d'échappement pour aboutir dans un pot de condensation où la vapeur va repasser à l'état liquide ; les gaz d'échappement vont emprunter un circuit de tuyauterie aboutissant au fond du pot de condensation obligeant ces gaz d'échappement à passer au travers de la masse d'eau qui va piéger les microparticules de suie de combustion. A cette masse d'eau contenue dans le pot de condensation, il pourra être incorporé des adjuvants pouvant réduire le CO2 et le NOX. Les brumisateurs haute pression 19 ont également pour fonction complémentaire, d'injecter par anticipation au moment de la réaction exothermique, détectée par les détecteurs de flamme 32, un adjuvant, jouant le rôle de modérateur ayant le pouvoir de modifier favorablement les conditions de photo détonation engendrées par un mélange stoechiométrique parfait afin d'éviter d'obtenir de franches détonations qui peuvent être préjudiciables à la résistance mécanique du moteur. Un orifice taraudé d'entrée 33 représenté sur la fig. 2, est utilisé pour mettre en place une bougie d'allumage pour les types de moteurs utilisant comme carburant le gaz, l'essence ainsi que tous carburants ayant besoin pour s'enflammer d'un système commandé, par arc électrique ou bougie laser. Pour les moteurs dont l'inflammation spontanée est déclenchée par de hautes compressions et qui fonctionnent en auto inflammation tels que le gazole, les huiles végétale pures HVP, les carburants composés de micro et nano particules solides, végétales ou minérales, l'orifice taraudé 33 sert à la mise en place d'une bougie de préchauffage pour les périodes de temps froid Selon un mode alternatif de réalisation de l'invention, le remplacement des soupapes d'admission d'air atmosphérique par des injecteurs double flux 17 et 18 qui collaborent à l'obtention d'un mélange stoechiométrique constant et parfaitement régulé, à injecter dans la chambre de combustion 5, va permettre d'utiliser des comburants-ergols et carburants-ergols, liquides ou solides qui ne font pas appel à l'oxygène de l'air atmosphérique utilisé comme comburant, ce qui fait que les moteurs à combustion interne réalisés avec ce principe pourront être utilisés dans des véhicules très particuliers tels que des sous-marins d'exploration, robots de travail sous marin, engins tunnelier autonome, avion d'exploration des nuages volcaniques, véhicules circulant dans des atmosphères toxiques.

La présence de l'injecteur double flux carburant-ergol 17 et comburant-ergol 18, dont le fonctionnement est piloté électroniquement pour que ces deux injecteurs réalisent un mélange stoechiométrique ne faisant pas appel à l'air atmosphérique pour réaliser la combustion va permettre de réaliser des véhicules dont le déplacement est possible dans des espaces anoxiques tels que les milieux marins ou lacustres, milieux acides, milieux toxiques, espaces souterrains. Le fonctionnement interne de ce moteur possédant des injecteurs double flux avec utilisation d'ergols comme carburant et comburant, reste identique à celui décrit plus haut. La fig. 3 représente un ensemble bloc cylindre-culasse étudié pour générer un courant électromagnétique induit. Ce bloc cylindre-culasse est composé d'un solénoïde 20 positionné à l'extérieur et autour du cylindre 3 réalisé en alliage amagnétique (non magnétique), d'une culasse 1 et d'un piston 7, faisant fonction d'aimant, ce piston 7 étant réalisé en alliage ferromagnétique. Le déplacement alternatif du piston 7 fait fonction d'aimant, au travers du solénoïde 20 et produit un courant électromagnétique induit. La création de ce dispositif bloc cylindre-culasse produisant un courant électromagnétique induit est rendu possible par l'abaissement de la température, après inflammation du carburant dans la chambre de combustion 5. Ce refroidissement suit l'injection par brumisateurs haute pression d'eau distillée 19, car cette injection engendre une réaction endothermique qui se fait en absorbant beaucoup de calories, ce qui refroidit le bloc cylindre-culasse, supprimant de ce fait le besoin de circulation d'eau de refroidissement autour du cylindre, pour les moteurs refroidis par eau et les ailettes de refroidissement intégrées au cylindre pour les moteurs à refroidissement par air.

La création de ce bloc cylindre-culasse produisant un courant électromagnétique induit trouve son application dans la construction de fours à induction électrique pour produire en grande quantité, de l'acier, à partir de lingots ou de ferraille.

Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, on peut mettre en oeuvre des matériaux à SUPRAGLISSEMENT, qui est un revêtement en couches minces de carbone hydrogéné DLC (Diamond-Like-Carbon) et qui permet de diminuer les frottements des pièces mécaniques d'une façon très importante.

La fig. 4 illustre la disposition relative des cylindres dans le domaine des moteurs à combustion interne à piston pour l'aviation A) Moteur en ligne à plusieurs cylindres B) Moteur en ligne inversé C) Moteur en deux lignes opposées D) Moteur en deux lignes disposées en V E) Moteur en deux lignes disposées en H F) Moteur en étoile simple G) Moteurs en étoiles, ci-dessous les différentes compositions possibles : 5 cylindres : 1 rangée de 5 cylindres = 5 cylindres 2 rangées de 5 cylindre = 10 cylindres 3 rangées de 5 cylindres = 15 cylindres 4 rangées de 5 cylindres = 20 cylindres 7 cylindres : 1 rangée de 7 cylindres = 7 cylindres 2 rangées de 7 cylindres = 14 cylindres 3 rangées de 7 cylindres = 21 cylindres 4 rangées de 7 cylindres = 28 cylindres 9 cylindres : 1 rangée de 9 cylindres = 9 cylindres 2 rangées de 9 cylindres = 18 cylindres 3 rangées de 9 cylindres = 27 cylindres 4 rangées de 9 cylindres = 36 cylindres La fig. 5 illustre un nouveau principe de propulsion à mettre en oeuvre pour la construction des navires ; des moteurs-étoiles 21 de 10000 CV sont intégrés dans des cellules-moteur 22, situés en partie supérieure du bordage et à l'intérieur. Les moteurs-étoile 21 sont connectés à l'arbre de transmission 23 par un mécanisme d'embrayage 24. L'arbre de transmission 23 descend verticalement à l'intérieur de la coque 25 du navire pour déboucher à l'extérieur du fond du navire et se connecter à un pod de propulsion mécanique 26 orientable, pour aider aux manoeuvres du navire. Un pont 27, le plafond de ballast 28 et le double fond 29 sont représentés pour information.

La puissance totale cumulée de propulsion du navire est fonction du nombre de moteurs-étoile 21 de 10 000CV mis en place, à bâbord, à tribord et à l'arrière du navire. Selon un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la fig. 6, pour obtenir un mode de propulsion à mettre en oeuvre lors d'une opération de réhabilitation, reconstruction, transformation, réalisée sur un navire pour lui permettre commencer une seconde vie active, avec de nouvelles facultés, des moteurs-étoiles 21 de 10 000CV, intégrés dans une nacelle-moteur 30 seront positionnés et fixés en partie haute du bordage, à l'extérieur de la coque 25 du navire. Les moteurs-étoile 21 sont connectés à l'arbre de transmission 23 par un mécanisme d'embrayage 24. L'arbre de transmission 23 descend verticalement à l'extérieur de la coque 25 du navire. Des turbines à axe vertical 31 sont disposées le long de l'arbre de transmission 23 et entraînées par cet arbre, pour engendrer une traînée dynamique de propulsion le long de la coque 25 du navire. En bout et partie basse de l'arbre de transmission 23, est disposé un pod de propulsion mécanique 26 orientable pour aider aux manoeuvres du navire. Ce type de bloc de propulsion mis en place à l'extérieur d'un navire peut s'ajouter en complément d'une force traditionnelle de propulsion existante à l'intérieur d'une salle des machines pour par exemple augmenter la vitesse du 20 navire. La puissance totale cumulée de propulsion du navire sera fonction du nombre de moteurs-étoile 21 de 10 000CV mis en place à bâbord, à tribord et à l'arrière du navire. Par exemple, pour obtenir une puissance propulsive cumulée de 120 000 CV, il 25 faudra positionner 12 nacelles-moteur 30 de 10 000CV, soit par exemple 5 nacelles-moteur à bâbord plus 5 nacelles-moteur à tribord et 2 nacelles-moteur à l'arrière du navire. Le choix de positionner plusieurs nacelles-moteur 30 sur la partie avant du navire permettrait d'obtenir une traction-avant, ce qui donnerait l'avantage de diminuer les contraintes sur la structure du navire en période de 30 roulis et de ne pas avoir à diminuer la vitesse du navire en période de tangage. Les avantages apportés par ce nouveau type de moteur-étoiles et sa mise en place dans des nacelles-moteur 30 disposées sur le bordage des navires sont considérables.

Une diminution de la pollution dans le secteur maritime est possible en utilisant ce nouveau principe innovant de mode de propulsion. Par ailleurs, ce nouveau principe de propulsion offre la possibilité de supprimer la salle des machines, tout en permettant de donner au navire la puissance désirée, pratiquement sans limite, ainsi que la vitesse à obtenir. Il va sans dire que la suppression de la salle des machines entraîne une diminution considérable du risque incendie, avec en conséquence, une diminution des primes de risque incendie. La possibilité, pour les constructeurs de navires d'ouvrir un nouveau marché, celui de la réhabilitation des navires porte conteneurs, navires vraquier et autres, en augmentant le volume transporté par la suppression de la salle des machines et en augmentant la vitesse de propulsion pour rentrer dans le marché du transport maritime grande vitesse. Aujourd'hui, le secteur du transport maritime utilise toujours, comme moteur de propulsion pour les navires porte conteneurs, navires vraquier et autres, un ancien modèle de moteur Diesel deux temps amélioré sur certains points, dont l'énorme piston fait autour de 90 centimètres de diamètre et d'une course piston qui tourne autour de 3 mètres par cylindre, ces moteurs ont une cylindrée totale d'environ 20 000 litres, ce moteur gigantesque, dépasse le poids de 2000 tonnes, pour une longueur de plus de 20 mètres. Ce type d'ancien moteur consomme du mazout lourd très polluant qui s'appelle « Bunker C », très visqueux qui doit être chauffé à 120° pour être consommable. La puissance de ce moteur unique, de plus de 100 000 chevaux est transmise à une hélice dont le diamètre est proche de 10 mètres, ce qui en cas de panne de ce moteur unique pose un problème de sécurité, notamment, lors d'une tempête. La construction du nouveau type de moteur étoiles 21 de 10 000 CV va permettre de supprimer à l'intérieur des navires, ce vieux modèle de moteur Diesel 2 temps et par là même de supprimer la salle des machines en augmentant l'espace intérieur.

Par ailleurs, le recentrage de la production mécanique sur un processus industriel unique permet d'obtenir une synthèse technologique des principales fonctions du moteur à combustion interne, ceci afin de réaliser, avec un montage mécanique évolutif, un produit pouvant investir avantageusement différents marchés, tels que la production d'énergie, les transports, l'aviation, le marché maritime, le dessalement de l'eau de mer. Bien que l'invention ait été décrite selon un mode de réalisation particulier, elle n'y est nullement limitée, et des variantes peuvent y être apportées, ainsi que des combinaisons des variantes décrites, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Moteur à combustion interne comprenant un cylindre (3), une culasse (1) fixée sur la partie extérieur haute du cylindre (3) à la façon d'un couvercle, un piston (7) qui circule avec un mouvement alternatif dans le cylindre (3) et qui, en position haute délimite avec le cylindre (3) et la culasse (1) une chambre de combustion (5), ledit piston étant relié à un mécanisme aval à actionner par une bielle (8), un injecteur carburant (17), un injecteur comburant (18) et une soupape d'échappement (12), caractérisé en ce qu'il comporte un actuateur (16) piloté, un détecteur de flamme (32) apte à enregistrer le déclenchement de la réaction de combustion entre le carburant et le comburant et un injecteur d'eau (19), l'actuateur (16) et le détecteur de flamme (32) étant configurés pour provoquer l'activation de l'injecteur d'eau (19) immédiatement après le déclenchement de la réaction de combustion entre le carburant et le comburant.
2. 2. Moteur selon la revendication précédente, dans lequel ledit injecteur d'eau (19) est un brumisateur-injecteur.
3. 3. Moteur selon la revendication précédente, dans lequel ledit cylindre (3) est en un matériau non magnétique, ledit piston est en un matériau ferromagnétique, et un solénoïde (20) est disposé autour dudit cylindre (3), de sorte que le mouvement dudit piston (7) dans ledit cylindre (3) produit un courant électrique induit dans ledit solénoïde (20).
4. 4. Moteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits injecteurs (17, 18) sont configurés pour fonctionner en l'absence d'air atmosphérique, avec des carburants de type carburants-ergol et des comburants de type comburants-ergol.
5. 5. Moteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit injecteur d'air (18) est connecté à une bouteille de gaz comprimé, et ledit actuateur (16) est configuré pour permettre un transfert de gaz comprimé vers lesdites bouteilles de gaz comprimé quand ledit moteur n'est pas sollicité en fonctionnement comme moteur à combustion interne, et un transfert en sens inverse lors de phase de forte sollicitation dudit moteur, qui fonctionne alors comme un moteur pneumatique.
6. 6. Moteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la face interne du cylindre (3) et/ou la face externe du piston (7) sont revêtus en couches minces de carbone hydrogéné de type diamant.
7. 7. Ensemble de motorisation d'un navire comprenant un moteur selon l'une des revendications précédentes, disposé en partie supérieure du bordage dudit navire et à l'intérieur, connecté à un arbre de transmission (23), de préférence par un mécanisme d'embrayage (24), ledit arbre de transmission (23) descendant verticalement à l'intérieur de la coque (25) du navire pour déboucher à l'extérieur du fond du navire et se connecter à un pod de propulsion mécanique (26) orientable, configuré pour aider aux manoeuvres du navire.
8. 8. Ensemble de motorisation d'un navire comprenant un moteur selon l'une des revendications 1 à 5, disposé en partie supérieure du bordage dudit navire et à l'extérieur, connectés à un arbre de transmission (23), de préférence par un mécanisme d'embrayage (24), ledit arbre de transmission (23) descendant verticalement à l'extérieur de la coque (25), et entraînant des turbines à axe vertical (31) disposées le long de l'arbre de transmission (23), de sorte à engendrer une traînée dynamique de propulsion le long de la coque 25 du navire.
9. 9. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel ledit arbre de transmission (23) débouche à l'extérieur du fond du navire et se connecte à un pod de propulsion mécanique (26) orientable, configuré pour aider aux manoeuvres du navire.