FR3025251A1 - THERMAL MIXED MOTOR / COMPRESSED AIR - Google Patents

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Abstract

Le moteur mixte thermique/air comprimé permet de faire fonctionner le même bloc moteur en mode thermique à quatre temps (m3), en mode thermique à quatre temps avec alimentation par de l'air comprimé (m1, 2), en mode air comprimé à deux temps (m5), au freinage il est converti en compresseur à deux temps (m4). Il comporte des arbres à cames mobiles pouvant coulisser leur axe portant des cames à profil complexe (A) permettant d'imprimer aux soupapes d'admission (a) et d'échappement (b) le mouvement nécessaire aux différents modes, un vilebrequin mobile (v) relié à un arbre intermédiaire mobile (i) relié lui même à un arbre de transmission fixe (t) pouvant modifier le rapport de volume de la chambre de combustion entre la position haute et la position basse du piston, il augmente le taux de détente du moteur en mode air comprimé (Bm5) et le taux de compression en mode compresseur (Bm4), l'air comprimé est réchauffé dans un gradient croissant de températures au cours de sa détente (Cm5), ce qui permet de récupérer la chaleur dégagée par le moteur en mode thermique. La projection d'eau sur la partie proximale de la conduite d'échappement augmente la pression de l'air comprimé, le refroidissement des gaz d'échappement par la détente de l'air comprimé permet de condenser une partie de l'eau projetée.The combined thermal / compressed air motor makes it possible to operate the same engine block in four-stroke thermal mode (m3), in four-stroke thermal mode with supply by compressed air (m1, 2), in compressed air mode. two times (m5), when braking, it is converted into a two-stroke compressor (m4). It comprises movable camshafts which can slide their axle carrying complex profile cams (A) making it possible to print to the intake (a) and exhaust (b) valves the movement required for the different modes, a mobile crankshaft ( v) connected to a movable intermediate shaft (i) connected itself to a fixed transmission shaft (t) that can modify the volume ratio of the combustion chamber between the high position and the low position of the piston, it increases the rate of Compressed air mode of the engine (Bm5) and compression ratio in compressor mode (Bm4), the compressed air is heated in a rising temperature gradient during its expansion (Cm5), which makes it possible to recover the heat released by the engine in thermal mode. The projection of water on the proximal part of the exhaust pipe increases the pressure of the compressed air, the cooling of the exhaust gases by the expansion of the compressed air makes it possible to condense a part of the projected water.

Description

1 La recherche de nouvelles sources d'énergie pour alimenter un véhicule est un sujet d'actualité. De même la récupération de l'énergie cinétique d'un véhicule au freinage a conduit à de nombreux développements. La solution hybride thermique électrique a été la première utilisée, la solution mécanique par un volant d'inertie a été développée en compétition automobile. Le dernier développement est le moteur hybride thermique gaz comprimé. Parallèlement les solutions utilisant une source d'énergie alternative et combinant éventuellement la récupération de l'énergie cinétique au freinage sont développés.1 The search for new sources of energy to power a vehicle is a hot topic. Similarly, the recovery of the kinetic energy of a vehicle under braking has led to many developments. The hybrid electric thermal solution was the first used, the mechanical solution by a flywheel was developed in motor racing. The latest development is the hybrid thermal compressed gas engine. At the same time, solutions using an alternative energy source and possibly combining the recovery of kinetic energy with braking are developed.

Le moteur a air comprimé et le moteur électrique présentent cet avantage. Le moteur à air comprimé est converti en compresseur au freinage. Le moteur électrique est converti en générateur au freinage. Seul le moteur électrique a été suivi d'un développement industriel. Bien qu'il ait de nombreuses qualités comme la facilité de réglage de la puissance et une puissance importante. Son principal inconvénient eÈt la présence de batteries dont le rapport poids/énergie stockée est faible. Le prix des batteries est élevé, leur durée de vie est limitée. Les batteries doivent être recyclées et utilisent des matières premières rares et onéreuses. Le véhicule électrique n'est concurrentiel que grâce aux aides d'état.The compressed air motor and the electric motor have this advantage. The compressed air motor is converted into a compressor under braking. The electric motor is converted into a generator when braking. Only the electric motor was followed by an industrial development. Although it has many qualities like the ease of adjusting the power and a large power. Its main disadvantage is the presence of batteries whose weight / energy stored is low. The price of batteries is high, their life is limited. Batteries must be recycled and use rare and expensive raw materials. The electric vehicle is competitive only with state aids.

Un avantage supplémentaire est la disponibilité de la source d'énergie (électricité) mais il s'accompagne d'un inconvénient qui est le temps de chargement des batteries électriques, ce qui pose un problème lors de longs déplacements. Le moteur a air comprimé n'a pas pu atteindre un développement industriel malgré ses avantages. Le coût de l'énergie est faible, le système de stockage de l'énergie a une durée de vie illimitée. Le chargement qui a été conçu au départ comme un chargement domestique est long, il pourrait être rapide à partir d'une réserve externe d'air comprimé. La raison essentielle de cet échec est une puissance limite très inférieure à la puissance d'un moteur thermique ou d'un moteur électrique et une autonomie 30 insuffisante. Une part importante de l'énergie mise en réserve sous forme d'air comprimé est perdue du fait du refroidissement de l'air lors de sa détente. L'autonomie du véhicule n'a pu être augmentée qu'en allégeant le véhicule, ce qui limite son usage à un usage urbain.An additional advantage is the availability of the power source (electricity) but it is accompanied by a disadvantage which is the charging time of the electric batteries, which poses a problem during long trips. The compressed air engine has not been able to achieve industrial development despite its advantages. The cost of energy is low, the energy storage system has an unlimited life. The load that was originally designed as a domestic load is long, it could be fast from an external supply of compressed air. The essential reason for this failure is a power limit much lower than the power of a heat engine or an electric motor and insufficient autonomy. A large part of the energy stored in the form of compressed air is lost due to the cooling of the air during its expansion. The vehicle's range could only be increased by lightening the vehicle, which limits its use to urban use.

3025251 2 Le moteur thermique reste le principal mode de motorisation malgré son faible rendement énergétique (l'essentiel de l'énergie est transformée en chaleur) et malgré le fait qu'il utilise une énergie essentiellement fossile. Il combine l'avantage d'un réglage facile de la puissance avec des puissances limites importantes et d'un 5 stockage facile de la source d'énergie. La solution proposée est un moteur mixte pouvant fonctionner en mode thermique et en mode air comprimé. Elle combine les avantages du moteur thermique que sont la facilité de réglage de la puissance et une puissance limite importante et les avantages 10 du moteur à air comprimé que sont le faible coût de l'énergie et la durée de vie illimité du système de stockage (réservoir à air comprimé). Il permet la récupération de l'énergie cinétique au freinage en convertissant le moteur en compresseur. Il présente un dernier avantage qui est la possibilité de récupérer la chaleur dégagée par le moteur thermique pour réchauffer l'air comprimé lors de sa détente en donnant au 15 moteur une propriété RET (récupération de l'énergie thermique). Le moteur présenté peut fonctionner comme un moteur thermique classique à quatre temps. Il peut fonctionner en mode thermique avec alimentation par de l'air comprimé à des pressions variables (la phase d'admission se fait à pression positive et 20 fournit de l'énergie au véhicule). Il peut fonctionner à l'air comprimé en mode deux temps. Enfin il est converti en compresseur à deux temps au freinage. Le mode thermique avec ou sans alimentation par air comprimé est utilisé à l'accélération. Le mode air comprimé est utilisé quand le véhicule a atteint sa vitesse de croisière pour maintenir cette vitesse.3025251 2 The thermal engine remains the main mode of motorization despite its low energy efficiency (most of the energy is converted into heat) and despite the fact that it uses a mainly fossil energy. It combines the advantage of easy power control with large power limits and easy storage of the power source. The proposed solution is a mixed engine that can operate in thermal mode and in compressed air mode. It combines the advantages of the heat engine, which is the ease of power control and high limiting power, and the advantages of the compressed air motor, which are the low cost of energy and the unlimited life of the storage system ( compressed air tank). It allows the recovery of kinetic energy during braking by converting the motor into a compressor. It has a last advantage which is the possibility of recovering the heat generated by the engine to heat the compressed air during its relaxation by giving the engine a property RET (recovery of thermal energy). The presented engine can function as a conventional four-stroke engine. It can operate in thermal mode with supply by compressed air at variable pressures (the intake phase is at positive pressure and provides energy to the vehicle). It can operate with compressed air in two-stroke mode. Finally, it is converted into a two-stroke compressor under braking. Thermal mode with or without compressed air supply is used for acceleration. The compressed air mode is used when the vehicle has reached cruising speed to maintain this speed.

25 Le passage d'un mode à l'autre est assuré par un calculateur qui est informé de la vitesse du véhicule, de la force que le conducteur exerce sur la commande d'accélération, de la température du moteur, de la pression de l'air comprimé et de l'état des réserves en carburant et en air comprimé. Il déclenche le mode air comprimé à deux temps si la température du moteur permet d'augmenter significativement la pression de l'air comprimé afin de préserver la réserve d'air comprimé et si la puissance en mode air comprimé suffit à maintenir la vitesse du véhicule ou à assurer une faible accélération. Le passage au mode compresseur à deux temps est déclenché par l'actionnement de la commande de frein.The passage from one mode to another is ensured by a computer which is informed of the speed of the vehicle, of the force which the driver exerts on the acceleration control, of the engine temperature, of the pressure of the engine. compressed air and the state of fuel and compressed air reserves. It triggers the two-stroke compressed air mode if the engine temperature significantly increases the pressure of the compressed air to preserve the reserve of compressed air and if the power in compressed air mode is sufficient to maintain the speed of the vehicle or to ensure a low acceleration. The transition to the two-stroke compressor mode is triggered by the actuation of the brake control.

3 0 2 5 2 5 1 3 La conversion du moteur thermique en moteur mixte thermique/air comprimé est obtenue par la modification de trois éléments qui sont schématisés sur la figure 1. Un arbre à cames portant des cames à profil complexe (1) oppose aux queues de soupapes un profil variable par le coulissement de l'arbre à cames sur son axe. Un 5 profil permet le fonctionnement en mode thermique à quatre temps, Une suite de profils permet le fonctionnement en mode thermique quatre temps avec alimentation par de l'air comprimé à des pressions croissantes grâce à une fermeture anticipée de la soupape d'admission, un profil permet le fonctionnement en mode air comprimé à deux temps, enfin un profil convertit le moteur en compresseur à deux temps au 10 freinage pour reconstituer la réserve d'air comprimé. Un vilebrequin mobile (2) permet d'augmenter le taux de détente du moteur quand il fonctionne à l'air comprimé en modifiant le rapport de volumes de la chambre de combustion entre le temps où le piston est en position haute et le temps où le piston est en position basse. De même au freinage quand le moteur est converti en 15 compresseur, il augmente et rend le taux de compression du moteur proportionnel à la force exercée sur la commande de frein. Enfin la présence d'un système de détente de l'air comprimé par étapes (3) accompagnées d'un réchauffement par la chaleur dégagée par le moteur en mode thermique donne au moteur une propriété RET (récupération de l'énergie thermique).3 0 2 5 2 5 1 3 The conversion of the combustion engine into a combined thermal / compressed air engine is obtained by modifying three elements which are shown diagrammatically in FIG. 1. A camshaft carrying complex profile cams (1) opposes the valve tails a variable profile by the sliding of the camshaft on its axis. A profile allows operation in four-stroke thermal mode. A series of profiles allows operation in four-stroke thermal mode with compressed air supply at increasing pressures through early closure of the inlet valve, a This profile enables operation in two-stroke compressed air mode, and finally a profile converts the motor into a two-stroke braking compressor to reconstitute the compressed air supply. A movable crankshaft (2) makes it possible to increase the rate of expansion of the engine when it operates with compressed air by modifying the ratio of volumes of the combustion chamber between the time when the piston is in the up position and the time when the piston is in the down position. Likewise when braking when the engine is converted into a compressor, it increases and makes the compression ratio of the motor proportional to the force exerted on the brake control. Finally, the presence of a system of expansion of the compressed air in stages (3) accompanied by heating by the heat released by the engine in thermal mode gives the engine a property RET (recovery of thermal energy).

20 L'air comprimé stocké dans un réservoir principal (1) est détendu par un premier détendeur (3) il est réchauffé dans un second réservoir (4) par la conduite menant le liquide de refroidissement du moteur au radiateur (5). Après détente par un second détendeur (7) il est encore réchauffé en circulant dans des compartiments d'air contenus dans les blocs cylindre (12) et finit son réchauffement en circulant au contact 25 et à contresens des gaz d'échappement dans une conduite d'échappement à double paroi (13) avant d'être admis dans le moteur par un troisième détendeur (14) dont l'ouverture est proportionnelle à la force exercée sur la commande d'accélération. Comme le montre la figure 9A, la projection d'eau sur la partie proximale de la conduite d'échappement (20) peut être envisagée pour augmenter davantage la pression de l'air 30 comprimé (effet sauna). Le refroidissement des gaz d'échappement à la terminaison de la conduite d'échappement par la détente de l'air comprimé contenu dans le réservoir de stockage (1) permettrait la condensation et la récupération d'une partie de l'eau projetée mais également de l'eau produite par la combustion et de créer un circuit 3025251 4 fermé d'eau, une,partie des polluants (huiles et résidus de carburant) seraient également condensés, ce qui ferait du moteur mixte un moteur particulièrement propre. Si le moteur possède deux lignes de cylindres, les deux lignes peuvent être indépendantes (Fig.The compressed air stored in a main tank (1) is expanded by a first expander (3) and is reheated in a second tank (4) by the line leading the engine coolant to the radiator (5). After expansion by a second expander (7) it is further heated by circulating in air compartments contained in the cylinder blocks (12) and ends its warming by flowing in contact 25 and against the flow of exhaust gas in a duct. double wall exhaust (13) before being admitted into the engine by a third expander (14) whose opening is proportional to the force exerted on the acceleration control. As shown in FIG. 9A, the projection of water on the proximal portion of the exhaust duct (20) can be envisaged to further increase the pressure of the compressed air (sauna effect). The cooling of the exhaust gas at the end of the exhaust pipe by the expansion of the compressed air contained in the storage tank (1) would allow the condensation and the recovery of a part of the projected water but also From the water produced by the combustion and creating a closed circuit of water, a part of the pollutants (oils and fuel residues) would also be condensed, which would make the mixed engine a particularly clean engine. If the motor has two lines of cylinders, the two lines can be independent (Fig.

1Cb), une ligne pourra fonctionner en mode thermique et la 5 seconde en mode air comprimé avec une vitesse de rotation différente. La ligne fonctionnant en mode thermique réchauffera l'air de la ligne fonctionnant à l'air comprimé. Chaque ligne de cylindre possède son propre vilebrequin (v) un arbre intermédiaire (i) et un arbre de transmission (t) qui par un engrenage permettant de développer plusieurs couples de transmission transmet son mouvement à un arbre 10 commun aux deux lignes (tc) menant au dispositif de changement de vitesse. Si les deux lignes de cylindres ne sont pas indépendantes (Fig.1Cb), one line can operate in thermal mode and the second in compressed air mode with a different speed of rotation. The line operating in thermal mode will heat the air of the line operating with compressed air. Each cylinder line has its own crankshaft (v) an intermediate shaft (i) and a transmission shaft (t) which by a gearing to develop several transmission couples transmits its movement to a shaft 10 common to both lines (tc) leading to the gearshift device. If the two rows of cylinders are not independent (Fig.

1Ca), l'arbre de transmission (t) peut être commun aux deux lignes. L'arbre de transmission (t) est fixe, il transmet son mouvement par une poulie (pot) à la courroie ou à la chaîne de distribution (cd) de sa ligne de cylindres (Fig.1Ca), the transmission shaft (t) can be common to both lines. The transmission shaft (t) is fixed, it transmits its movement by a pulley (pot) to the belt or the distribution chain (cd) of its line of cylinders (Fig.

1A).1A).

15 L'arbre à cames portant des cames à profil complexe (a) est détaillé sur les figures 2 et 3. Il est entraîné par l'arbre de transmission de sa ligne de cylindres (t). Comme le montre la figure 2 il coulisse sur son axe et peut être déplacé par la commande du mode de fonctionnement du moteur (cmo) grâce à un relief circulaire 20 (rca) servant d'appui au mécanisme de commande du mode de fonctionnement (cmo). Il présente au niveau de la poulie (poa) entraînée par la chaîne ou la courroie de distribution (cd) un ou plusieurs reliefs (ra) s'insérant dans une ou plusieurs rainures (poar) traversant la poulie. l'arbre (a) est solidaire de la poulie (poa) dans le sens de la rotation et peut coulisser librement sur son axe. Les reliefs (ra) doivent maintenir la 25 synchronisation entre le vilebrequin et l'arbre à cames et compenser le décalage qui se crée lors de la montée du vilebrequin. Il sont droits pour les positions correspondant aux modes de fonctionnement thermiques (ra1), ils sont obliques (ra2) au niveau de la position freinage pour compenser le décalage qui se crée entre le vilebrequin et l'arbre de transmission lors de la montée du vilebrequin, ils sont à nouveau droits (ra3) à leur 30 extrémité qui correspond à la propulsion en mode air comprimé à deux temps. Les reliefs (ra) peuvent être droit sur toute leur longueur, les reliefs des cames devront alors être torsadés dans la position freinage pour compenser le décalage provoqué par la montée du vilebrequin.The camshaft carrying complex profile cams (a) is detailed in FIGS. 2 and 3. It is driven by the transmission shaft of its line of cylinders (t). As shown in Figure 2 it slides on its axis and can be moved by the control of the operating mode of the engine (cmo) with a circular relief 20 (RCA) serving as a support to the operating mode control mechanism (cmo) ). It has at the pulley (poa) driven by the chain or the timing belt (cd) one or more reliefs (ra) inserted in one or more grooves (poar) through the pulley. the shaft (a) is integral with the pulley (poa) in the direction of rotation and can slide freely on its axis. The reliefs (ra) must maintain the synchronization between the crankshaft and the camshaft and compensate for the offset that is created when the crankshaft is raised. They are straight for the positions corresponding to the thermal operating modes (ra1), they are oblique (ra2) at the braking position to compensate for the offset which is created between the crankshaft and the transmission shaft when the crankshaft is raised. they are again right (ra3) at their end which corresponds to propulsion in two-stroke compressed air mode. The reliefs (ra) may be straight over their entire length, the reliefs of the cams will then be twisted in the braking position to compensate for the offset caused by the rise of the crankshaft.

3025251 5 Chaque ligne de cylindre possède idéalement un arbre à cames d'admission et un arbre à cames d'échappement portant les cames à profil complexe. Le coulissement de l'arbre d'admission et de l'arbre d'échappement est synchronisé, le mode de fonctionnement est déterminé par le profil que les deux cames opposent aux queues 5 de soupape. L'arbre d'admission et l'arbre d'échappement portent au niveau de chaque cylindre une came à profil complexe ayant grossièrement la forme d'un osselet et opposant à la queue de soupape le profil correspondant aux différents modes de fonctionnement. Les profils des deux cames sont présentés sur la figure 3.Each cylinder line ideally has an intake camshaft and an exhaust camshaft carrying the complex profile cams. The sliding of the intake shaft and the exhaust shaft is synchronized, the mode of operation is determined by the profile that the two cams oppose the valve shanks. The intake shaft and the exhaust shaft carry at each cylinder a cam with a complex profile having roughly the shape of a bone and opposing the valve stem profile corresponding to the different modes of operation. The profiles of the two cams are shown in Figure 3.

10 La came d'admission est présenté en haut de la figure (A), la came d'échappement en bas de la figure (E). Elles sont présentées en coupe longitudinale en haut et en bas de la figure, Des coupes transversales à différents niveaux montrent les profils opposés aux queues de soupapes dans les différents modes de fonctionnement pour les soupapes d'admission 15 (ca) et d'échappement (e). Le profil p3 permet le fonctionnement en mode thermique à quatre temps avec alimentation par de l'air à la pression atmosphérique. Le relief sur les cames d'admission (ca) et d'échappement (e) permettent l'ouverture de la soupape d'admission pendant la descente du piston pendant la phase d'admission et l'ouverture 20 de la soupape d'échappement pendant la remontée du piston pendant la phase d'échappement. Les profils pl et p2 correspondent au mode de fonctionnement thermique avec alimentation par air comprimé. Un relief permettant l'ouverture de la came d'admission (r) s'affinant en s'écartant de la position permettant le fonctionnement en mode 25 thermique à quatre temps avec alimentation par de l'air à la pression atmosphérique (p3) permet une fermeture anticipée de la soupape d'admission d'autant plus précoce que la came est éloignée de la position quatre temps avec alimentation par de l'air à la pression atmosphérique (p3) et l'alimentation par de l'air comprimé à une pression croissante de la position p3 à la position p1. Le calculateur détermine la position des 30 arbres à cames en fonction de la pression de l'air mesurée à l'admission par une sonde de pression. Le relief permettant l'ouverture de la soupape d'admission s'élargit de gauche à droite. A gauche (pl) la soupape d'admission s'ouvre pendant un temps court lorsque 3025251 6 le piston est encore en position haute dans le cylindre et entame sa descente. Si le moteur est alimenté par de l'air comprimé à une pression proche de la pression atmosphérique multipliée par le taux de compression du moteur, la pression en fin de phase de compression sera cette même pression. La phase d'admission sera active et fournira de l'énergie au véhicule par la détente de l'air comprimé. La came d'échappement (e) permet l'ouverture de la soupape pendant toute durée de la remontée du piston lors de la phase d'échappement. Le mode de fonctionnement thermique avec alimentation par air comprimé est le mode où le moteur délivre sa puissance maximale, la puissance est d'autant plus importante 10 que la pression de l'air comprimé est importante. La source d'air comprimé est la réserve d'air comprimé, un détendeur contrôlé par le calculateur informé de la force exercée sur la commande d'accélération du véhicule contrôle l'admission d'air comprimé vers le moteur. La pression de l'air admis est proportionnelle à la force exercée sur la commande d'accélération.The intake cam is shown at the top of Figure (A), the exhaust cam at the bottom of Figure (E). They are presented in longitudinal section at the top and bottom of the figure. Cross-sections at different levels show the profiles opposite to the valve tails in the various operating modes for the intake (exhaust) and exhaust valves ( e). The profile p3 allows operation in four-stroke thermal mode with supply by air at atmospheric pressure. The relief on the intake (AC) and exhaust cam (e) allow the opening of the intake valve during the lowering of the piston during the intake phase and the opening of the exhaust valve during the raising of the piston during the exhaust phase. The profiles p1 and p2 correspond to the thermal operating mode with compressed air supply. A relief allowing the opening of the intake cam (r) to be refined away from the position allowing the operation in four-stroke thermal mode with supply by air at atmospheric pressure (p3) allows an early closure of the intake valve even earlier than the cam is moved away from the four-stroke position with air supply at atmospheric pressure (p3) and the supply by compressed air to a increasing pressure from position p3 to position p1. The computer determines the position of the camshafts according to the air pressure measured at the inlet by a pressure sensor. The relief allowing the opening of the intake valve widens from left to right. On the left (pl) the inlet valve opens for a short time when the piston is still in the up position in the cylinder and begins its descent. If the engine is supplied with compressed air at a pressure close to atmospheric pressure multiplied by the compression ratio of the engine, the pressure at the end of the compression phase will be this same pressure. The intake phase will be active and will provide energy to the vehicle by the expansion of compressed air. The exhaust cam (e) allows the opening of the valve during any period of the rise of the piston during the exhaust phase. The thermal operation mode with compressed air supply is the mode where the engine delivers its maximum power, the power is all the more important that the pressure of the compressed air is important. The source of compressed air is the reserve of compressed air, a regulator controlled by the computer informed of the force exerted on the acceleration control of the vehicle controls the admission of compressed air to the engine. The pressure of the intake air is proportional to the force exerted on the acceleration control.

15 Pour les deux modes de fonctionnement thermiques le vilebrequin est en position basse. En mode thermique avec alimentation par de l'air comprimé le moteur utilise de l'air comprimé non réchauffé dans le bloc cylindre et dans la conduite d'échappement, ce mode ne permet pas la récupération de l'énergie thermique, une conduite ouverte par une vanne dirige l'air comprimé directement vers le moteur (Fig.For both thermal operating modes the crankshaft is in the down position. In thermal mode with supply by compressed air the engine uses unheated compressed air in the cylinder block and in the exhaust pipe, this mode does not allow the recovery of thermal energy, an open pipe by a valve directs the compressed air directly to the engine (Fig.

8B).8B).

20 Le profil p5 correspond au mode de fonctionnement en moteur deux temps à air comprimé. Le vilebrequin est en position haute, ce qui augmente le taux de détente des cylindres. L'ouverture de la soupape d'admission est limitée à un temps court lorsque le piston est en position haute et entame sa descente. Pour permettre le mode de fonctionnement à deux temps le relief permettant l'ouverture de la soupape 25 d'admission est doublé. Le relief de la came d'échappement est doublé et permet l'ouverture de la soupape d'échappement à chaque remontée du piston. Le fort différentiel de pression entre la conduite d'admission et le cylindre quand le moteur est en mode air comprimé à deux temps entraînera probablement la nécessité 30 de renforcer les ressorts de soupape. Des reliefs circulaire sur l'arbre à cames servant d'appui à un dispositif de renforcement des ressorts de soupape se plaçant en face des reliefs quand l'arbre à cames est en position air comprimé à deux temps permettraient de renforcer les ressorts de soupape quand le moteur est en mode air 3025251 7 comprimé à deux temps. Le profil p4 correspond au mode de fonctionnement en compresseur à deux temps lors du freinage. Le vilebrequin se place à une hauteur proportionnelle à la force exercée sur la commande de frein, ce qui rend le taux de compression et la puissance 5 de freinage proportionnels à la force exercée sur la commande de frein. Une obstruction de l'échappement et l'ouverture d'un réservoir à air comprimé ou de l'un des réservoirs où s'effectue la détente de l'air comprimé utilisé par le moteur permet de récupérer l'énergie cinétique du véhicule au freinage en reconstituant la réserve d'air comprimé. La montée du vilebrequin crée un décalage avec l'arbre de transmission, un 10 déplacement proportionnel de l'arbre à cames compense le décalage soit par le fait que le ou les reliefs de l'arbre à cames (ra) coulissant dans sa poulie d'entraînement (poa) sont obliques (ra2) quand l'arbre à cames est en position freinage comme le montre la figure 2, soit par des reliefs torsadés sur les cames dans la position freinage. Le profil opposé à la soupape d'admission (a) permet l'ouverture de la soupape à 15 chaque descente du piston, le profil opposé à la soupape d'échappement (e) l'ouverture de la soupape d'échappement à chaque remontée. Le vilebrequin mobile et son système de levage est présenté schématiquement sur la figure 4 en position basse (A), intermédiaire (B) et haute (C), une vue plus 20 détaillée est présenté sur la figure 5 en position basse (1) et haute (2), la figure 6 présente l'assemblage des éléments du mécanisme. Le vilebrequin (v) est lié mécaniquement à un arbre intermédiaire mobile (i), l'arbre intermédiaire mobile est lié à un arbre de transmission (t) qui est fixe. La figure 5A montre en pointillé la trajectoire des différents arbres qui sont 25 représentés en lignes pleines en position basse et haute. La ligne de cylindres est inclinée pour limiter le poids exercé sur les arbres. Les cylindres, le vilebrequin (y) et l'arbre de transmission (t) sont dans le même axe. Le vilebrequin (v) a une trajectoire rectiligne et s'éloigne lors de sa montée de l'arbre de transmission (t). L'arbre intermédiaire (i) qui maintient la liaison mécanique entre le vilebrequin (y) et l'arbre de 30 transmission (t) suit une trajectoire en arc de cercle centré sur l'axe de l'arbre de transmission (t). Comme le montrent les figures 5C et 5D le déplacement des arbres mobiles est assuré par des cloisons fixes (cf) et des cloisons mobiles (cm) traversées par l'arbre du 3025251 8 vilebrequin (av) l'arbre intermédiaire (ai) et l'arbre de transmission (at). Les cloisons fixes (cf) présentent des rainures fixes (rfi et rfv) dans lesquelles se déplacent l'arbre intermédiaire (ai) et l'arbre du vilebrequin (av). L'arbre de transmission (at) est fixé à la cloison fixe (cf). La rainure contenant l'arbre du vilebrequin (rfv) est une ligne passant par l'axe de l'arbre de transmission et l'axe longitudinal des cylindres (Fig. 4) suivant le trajet du vilebrequin de sa position basse à sa position haute. La rainure contenant l'arbre intermédiaire (rfi) a une forme d'arc de cercle centré sur l'axe de l'arbre de transmission (at) sur la portion de la rainure (rfi) suivant le trajet de l'arbre intermédiaire de sa position basse (Fig.The profile p5 corresponds to the two-stroke air motor operating mode. The crankshaft is in the up position, which increases the rate of expansion of the cylinders. The opening of the intake valve is limited to a short time when the piston is in the up position and begins its descent. To allow the two-stage mode of operation relief to open the inlet valve is doubled. The relief of the exhaust cam is doubled and allows the opening of the exhaust valve at each ascent of the piston. The high pressure differential between the intake line and the cylinder when the engine is in two-stroke compressed air mode will likely result in the need to reinforce the valve springs. Circular reliefs on the camshaft acting as a support for a reinforcement of the valve springs placed in front of the reliefs when the camshaft is in the two-stroke compressed air position would make it possible to reinforce the valve springs when the engine is in air mode 3025251 7 two-stroke tablet. The profile p4 corresponds to the mode of operation in two-stroke compressor during braking. The crankshaft is placed at a height proportional to the force exerted on the brake control, which renders the compression ratio and braking power proportional to the force exerted on the brake control. An obstruction of the exhaust and the opening of a compressed air tank or one of the tanks where the expansion of the compressed air used by the engine is performed makes it possible to recover the kinetic energy of the vehicle when braking by restoring the reserve of compressed air. The rise of the crankshaft creates an offset with the drive shaft, a proportional displacement of the camshaft compensates for the offset either by the fact that the camshaft relief (ra) sliding in its pulley (poa) are oblique (ra2) when the camshaft is in the braking position as shown in Figure 2, or by twisted reliefs on the cams in the braking position. The opposite profile to the intake valve (a) allows the opening of the valve at each descent of the piston, the profile opposite the exhaust valve (e) the opening of the exhaust valve at each ascent . The movable crankshaft and its lifting system is schematically shown in FIG. 4 in the low (A), intermediate (B) and high (C) positions, a more detailed view is shown in FIG. 5 in the down position (1) and high (2), Figure 6 shows the assembly of the elements of the mechanism. The crankshaft (v) is mechanically connected to a movable intermediate shaft (i), the movable intermediate shaft is connected to a transmission shaft (t) which is fixed. FIG. 5A shows in dotted line the trajectory of the various trees which are represented in solid lines in the low and high position. The line of cylinders is inclined to limit the weight exerted on the trees. The cylinders, the crankshaft (y) and the transmission shaft (t) are in the same axis. The crankshaft (v) has a rectilinear trajectory and moves away when it is mounted on the transmission shaft (t). The intermediate shaft (i) which maintains the mechanical connection between the crankshaft (y) and the transmission shaft (t) follows an arcuate trajectory centered on the axis of the transmission shaft (t). As shown in FIGS. 5C and 5D, the displacement of the movable shafts is ensured by fixed partitions (cf) and movable partitions (cm) traversed by the crankshaft shaft (av), the intermediate shaft (a1) and the transmission shaft (at). The fixed partitions (cf) have fixed grooves (rfi and rfv) in which the intermediate shaft (ai) and the crankshaft (av) move. The transmission shaft (at) is fixed to the fixed partition (cf). The groove containing the crankshaft (rfv) is a line passing through the axis of the drive shaft and the longitudinal axis of the cylinders (Fig. 4) following the crankshaft path from its low position to its high position . The groove containing the intermediate shaft (rfi) has a circular arc shape centered on the axis of the transmission shaft (at) on the portion of the groove (rfi) along the path of the intermediate shaft of its low position (Fig.

5C1) à sa position 10 haute (Fig.5C1) at its high position (Fig.

5C2). Les cloisons mobiles (cm) assurent par leur mouvement la montée du vilebrequin (y) et maintiennent la liaison entre l'arbre intermédiaire (i) et l'arbre de transmission (t). Les cloisons mobiles (cm) pivotent sur l'axe de l'arbre de transmission (at) et présentent une forme grossièrement triangulaire avec une pointe fixée à l'axe de l'arbre 15 de transmission (at). La face opposée à la pointe a la forme d'un arc de cercle centré sur l'axe de l'arbre de transmission (at). Elle porte une crémaillère (c) au contact d'un pignon (pg). La rotation du pignon (pg) entraîne le pivotement de la cloison et la montée du vilebrequin. Les pignons (pg) sont placés sur un axe (ag) et chaque cloison mobile (cm) est au contact par sa crémaillère (c) d'un pignon (pg). La rotation de l'axe 20 (ag) portant les pignons (pg) est déclenchée par la commande du mode de fonctionnement du moteur. Le vilebrequin est en position basse pour tous les modes de fonctionnement thermiques (sans ou avec alimentation par par air comprimé) et en position haute en mode air comprimé à deux temps. En mode compresseur à deux temps au freinage le calculateur qui commande la 25 montée du vilebrequin assure la progressivité du freinage en plaçant le vilebrequin à une hauteur proportionnelle à la force exercée sur la commande de frein grâce à la rotation de l'axe (ag) portant les pignons (pg). La force de freinage sera progressive et proportionnelle au taux de compression du moteur déterminé par la hauteur du vilebrequin (fig.5C2). The movable partitions (cm) ensure by their movement the rise of the crankshaft (y) and maintain the connection between the intermediate shaft (i) and the transmission shaft (t). The movable partitions (cm) pivot on the axis of the transmission shaft (at) and have a roughly triangular shape with a point attached to the axis of the transmission shaft (at). The opposite side of the tip has the shape of a circular arc centered on the axis of the transmission shaft (at). She carries a rack (c) in contact with a pinion (pg). The rotation of the pinion (pg) causes the pivoting of the partition and the rise of the crankshaft. The gears (pg) are placed on an axis (ag) and each movable partition (cm) is in contact by its rack (c) with a pinion (pg). The rotation of the pin 20 (ag) carrying the pinions (pg) is triggered by the control of the operating mode of the engine. The crankshaft is in the low position for all thermal operating modes (without or with compressed air supply) and in the high position in two-stroke compressed air mode. In the two-stroke braking compressor mode, the computer which controls the crankshaft rise ensures progressive braking by placing the crankshaft at a height proportional to the force exerted on the brake control by the rotation of the axle (ag). carrying the gables (pg). The braking force will be progressive and proportional to the compression ratio of the engine determined by the crankshaft height (fig.

10B4).10B4).

30 La cloison mobile (cm) présente elle aussi deux rainures comme le montre la figure 5D. Une rainure oblique (rmv) assure le déplacement de l'arbre du vilebrequin, le vilebrequin se place à l'intersection de la rainure de la cloison fixe (rfv) et de la rainure de la cloison mobile (rmv). La rainure de la cloison mobile (rmv) est présentée sur la 3025251 9 figure 5D. Le début de la rainure a une trajectoire oblique, le pivotement de la cloison mobile place d'abord l'arbre du vilebrequin (av) légèrement au dessus de sa position haute. La terminaison de la rainure est en arc de cercle et se rapproche légèrement à sa terminaison de l'axe de l'arbre de transmission. En position haute (D2) le vilebrequin 5 repose sur la cloison mobile (cm) en position stable à la terminaison de la rainure mobile (rmv) par son propre poids. La poussée des pistons s'exerce sur les cloisons mobiles (cm) qui reposent sur l'arbre de transmission (at), ces deux éléments devront être particulièrement rigides. Les cloisons mobiles (cm) peuvent être fixées à l'arbre de transmission (at) par des roulements.The movable partition (cm) also has two grooves as shown in FIG. 5D. An oblique groove (rmv) ensures the displacement of the crankshaft, the crankshaft is placed at the intersection of the groove of the fixed partition (rfv) and the groove of the movable partition (rmv). The groove of the movable partition (rmv) is shown in FIG. 5D. The beginning of the groove has an oblique trajectory, the pivoting of the movable partition first places the crank shaft (av) slightly above its high position. The end of the groove is in an arc and is slightly closer to its termination of the axis of the drive shaft. In the high position (D2) the crankshaft 5 rests on the movable partition (cm) in a stable position at the end of the movable groove (rmv) by its own weight. The thrust of the pistons is exerted on the movable partitions (cm) which rest on the transmission shaft (at), these two elements must be particularly rigid. Movable bulkheads (cm) can be attached to the drive shaft (at) by bearings.

10 La seconde rainure (rmi) permet le déplacement de l'arbre intermédiaire, elle est en forme d'arc de cercle centré sur l'axe de l'arbre de transmission (at) comme la rainure de la cloison fixe (rfi). Le maintient de la liaison mécanique entre l'arbre du vilebrequin (av) et l'arbre intermédiaire (ai) est assuré par des doubles bagues (bvi) comme le montre la figure 15 5B. Le vilebrequin (v) entraîne l'arbre intermédiaire (i) lors de son déplacement. La distance entre l'arbre de transmission (t) et l'arbre intermédiaire (i) est assurée à la fois par les rainures des cloisons fixe (rfi) et par les rainures des cloisons mobile (rmi). Comme le montre la figure 4B1, une ou plusieurs doubles bagues (bit) peuvent être ajoutées pour y contribuer. Des roulements pourront être montés sur les arbres et 20 assurer le contact avec les rainures des cloisons fixe et mobiles pour éviter que des forces de frottement ne s'exercent sur les arbres. Comme le montre la figue 6A le vilebrequin (v) pourra être fractionné du fait que la force exercée par les pistons est transmise à l'arbre intermédiaire (i) sur toute la longueur du vilebrequin, ce qui limite les forces de torsion que subit le vilebrequin. Un 25 vilebrequin fractionné permet le montage de roulements (r) à la fois sur l'arbre du vilebrequin (av) et sur les manetons (ma). Les pignons (pv) assurant la liaison avec les pignon de l'arbre intermédiaire (pi) pourront servir de support aux manetons (ma) et à l'arbre fractionné du vilebrequin (av) . En partie évidés ils pourront également jouer le rôle de contrepoids. Les bielles (bi) pourront être fixés sur les manetons (ma) par des 30 roulements, les manetons (ma) seront ensuite fixés aux pignons (pv). De même les roulements (r) pourront être placés sur l'arbre fractionné du vilebrequin (av) qui sera à son tour fixé aux pignons (pv). Après montage du vilebrequin (Fig.The second groove (rmi) allows the displacement of the intermediate shaft, it is in the shape of a circular arc centered on the axis of the transmission shaft (at) as the groove of the fixed partition (rfi). The maintenance of the mechanical connection between the crank shaft (av) and the intermediate shaft (ai) is provided by double rings (bvi) as shown in FIG. 5B. The crankshaft (v) drives the intermediate shaft (i) during its displacement. The distance between the transmission shaft (t) and the intermediate shaft (i) is ensured both by the grooves of the fixed partitions (rfi) and by the grooves of the movable partitions (rmi). As shown in Figure 4B1, one or more double rings (bit) can be added to contribute to it. Bearings may be mounted on the shafts and make contact with the grooves of the fixed and movable partitions to prevent frictional forces on the shafts. As shown in Fig. 6A, the crankshaft (v) can be split because the force exerted by the pistons is transmitted to the intermediate shaft (i) over the entire length of the crankshaft, which limits the torsional forces experienced by the crankshaft. crankshaft. A split crankshaft allows the mounting of bearings (r) on both the crank shaft (av) and the crank pins (ma). The gears (pv) connecting the pinions of the intermediate shaft (pi) can be used to support the crank pins (ma) and the split shaft of the crankshaft (av). In part hollowed out they can also play the role of counterweight. The connecting rods (bi) can be fixed on the crank pins (ma) by bearings, the crank pins (ma) will then be fixed to the gears (pv). Similarly, the bearings (r) may be placed on the split shaft of the crankshaft (av) which will in turn be fixed to the gears (pv). After mounting the crankshaft (Fig.

6B et C), les portions de l'arbre du vilebrequin (av) pourront être placées dans les rainures des 3025251 10 cloisons fixe (rfv) et des cloisons mobiles (rmv) et aux doubles bagues assurant la liaison avec l'arbre intermédiaire (bvi). Comme le montre la figure 6A des roulements pourront être posés sur l'axe de l'arbre de transmission (at) et sur l'axe de l'arbre intermédiaire (ai) en même temps que les 5 pignons (pi et pt) et les portions de double bagues assurant le positionnement des axes (bvi et éventuellement bit). Comme le montrent les figures 6B et C, une fois montés les arbres (i et t) pourront être assembles aux cloisons fixes (cf) et mobiles (cm), l'arbre d'entraînement (ag) des pignons (pg) assurant le mouvement des cloisons mobiles pourra lui aussi être fixé aux cloisons fixes comme le montre la figure 5C. Les 10 rainures fixes (rfv et rfi) et mobiles (rmv et rmi) sont ouvertes sur l'extérieur pour permettre l'introduction des arbres montés (av et ai) comme le montrent les figures 5C et 5D. Après assemblage du mécanisme, Des portions de bagues (pb) assurent la fermeture des rainures et la rigidité des cloisons. Une fois l'ensemble monté il sera fixé dans le carter moteur.6B and C), the portions of the crank shaft (av) may be placed in the grooves of the fixed partitions (rfv) and movable partitions (rmv) and the double rings connecting the intermediate shaft ( bvi). As shown in FIG. 6A, the bearings can be placed on the axis of the transmission shaft (at) and on the axis of the intermediate shaft (ai) together with the 5 gears (pi and pt) and the portions of double rings ensuring the positioning of the axes (bvi and possibly bit). As shown in FIGS. 6B and C, once assembled the shafts (i and t) can be assembled to the fixed (cf) and movable (cm) partitions, the drive shaft (ag) of the gears (pg) ensuring Movement of movable partitions can also be fixed to fixed partitions as shown in Figure 5C. The fixed (rfv and rfi) and mobile (rmv and rmi) grooves are open on the outside to allow the introduction of the mounted shafts (av and ai) as shown in Figs. 5C and 5D. After assembly of the mechanism, portions of rings (pb) ensure the closing of the grooves and the rigidity of the partitions. Once assembled, it will be fixed in the crankcase.

15 Comme le montre la figure 6C, les cloisons fixes (cf), les cloisons mobiles (cm) et les doubles bagues (bvi) sont placées au niveau de chaque portion de l'arbre du vilebrequin (av) et à ses extrémités afin de maintenir la rigidité du mécanisme (L'arbre intermédiaire est représenté en coupe, l'arbre de transmission et le vilebrequin sont en retrait).As shown in FIG. 6C, the fixed partitions (cf), the movable partitions (cm) and the double rings (bvi) are placed at each portion of the crank shaft (av) and at its ends in order to maintain rigidity of the mechanism (The intermediate shaft is shown in section, the drive shaft and the crankshaft are set back).

20 Le vilebrequin (v) et l'arbre intermédiaire (i) sont contenus dans le carter moteur. L'arbre de transmission (t) traverse le carter moteur et porte à son extrémité la poulie d'entraînement de la courroie ou de la chaîne de distribution (pot) comme le montrent les figures 1 et 2. L'arbre (ag) portant les pignons (pg) assurant le mouvement des cloisons mobiles (cm) traverse le carter moteur, il est actionné par le mécanisme 25 déterminant le mode de fonctionnement du moteur. Les éléments entraînés par le moteur (pompe à eau, alternateur ...) peuvent être liés aux arbres fixes du moteur. La troisième modification concerne le circuit d'air, il est schématisé sur la figure 7. La figure 8 montre une vue de la circulation d'air dans les différents modes de 30 fonctionnement. La figure 9 présente une variante permettant d'augmenter la pression de l'air comprimé par la projection d'eau sur la partie proximale de la conduite d'échappement (effet sauna).The crankshaft (v) and the intermediate shaft (i) are contained in the crankcase. The transmission shaft (t) passes through the crankcase and carries at its end the drive pulley of the belt or the timing chain (pot) as shown in Figures 1 and 2. The shaft (ag) bearing the gears (pg) ensuring the movement of the moving partitions (cm) passes through the crankcase, it is actuated by the mechanism 25 determining the operating mode of the engine. The elements driven by the engine (water pump, alternator ...) can be linked to the fixed shafts of the engine. The third modification relates to the air circuit, it is shown diagrammatically in FIG. 7. FIG. 8 shows a view of the air circulation in the various modes of operation. Figure 9 shows a variant for increasing the pressure of the compressed air by the projection of water on the proximal part of the exhaust pipe (sauna effect).

3025251 11 Le circuit d'air comprimé fonctionne selon les principe suivant. L'air comprimé est stocké à une pression de plusieurs centaines de bars dans un réservoir de stockage. Pour le mode air comprimé à deux temps il subit plusieurs détentes accompagnées d'un réchauffement par la chaleur dégagée par le moteur, ce qui limite la consommation d'air comprimé. Pour les deux modes utilisant l'air comprimé (thermique et deux temps) l'air arrive à un dernier détendeur à la pression maximale nécessaire au mode de fonctionnement. Le dernier détendeur est sous le contrôle du calculateur qui libère l'air à une pression proportionnelle à la force exercée sur la commande d'accélération allant d'une pression minimale à la pression maximale 10 propre au mode par ouverture plus ou moins complète du dernier détendeur. Pour le mode thermique avec alimentation par air comprimé l'air est conduit directement au moteur sans passer par le circuit de réchauffement. Pour les deux modes utilisant l'air atmosphérique (Quatre temps atmosphérique et compresseur) l'air est amené au moteur en aval du dernier détendeur.3025251 11 The compressed air circuit operates according to the following principle. The compressed air is stored at a pressure of several hundred bar in a storage tank. For the two-stroke compressed air mode, it undergoes several detents accompanied by heating by the heat released by the engine, which limits the consumption of compressed air. For both modes using compressed air (thermal and two-stroke) the air reaches a last pressure reducer at the maximum pressure required for the operating mode. The last expansion valve is under the control of the computer which releases the air at a pressure proportional to the force exerted on the acceleration control ranging from a minimum pressure to the maximum pressure 10 specific to the mode by more or less complete opening of the last regulator. For the thermal mode with compressed air supply, the air is led directly to the engine without going through the heating circuit. For both modes using atmospheric air (four atmospheric times and compressor) the air is brought to the engine downstream of the last regulator.

15 Les éléments du circuit sont présentés sur la figure 7. Il comporte un réservoir de stockage où l'air comprimé est stocké à une pression de plusieurs centaines de bars (1). Une sonde de pression (2) informe le calculateur et le conducteur par un voyant de l'état de la réserve d'air comprimé. L'air est détendu par un premier détendeur (3) et 20 passe dans un second réservoir (4) où il est réchauffé par une conduite alimentée par le liquide de refroidissement du moteur traversant le réservoir en amont du radiateur (5). Le premier détendeur (3) contrôlé par le calculateur informé par une sonde de pression (6) abaisse la pression de l'air et la maintient à une pression égale la pression maximale nécessaire au fonctionnement du moteur en mode air comprimé à deux 25 temps en libérant l'air comprimé contenu dans le réservoir de stockage (1). La pression dans le réservoir (4) est égale à la pression résiduelle maximale de l'air rejeté par le moteur en mode air comprimé à deux temps multiplié par le taux de détente des cylindres quand le vilebrequin est en position haute. L'air du réservoir (4) est dirigé vers une conduite propre à sa ligne de cylindres si les 30 lignes de cylindres sont indépendantes, vers une conduite commune aux deux lignes de cylindres dans le cas inverse. L'air comprimé est libéré par un second détendeur (7) contrôlé par le calculateur du véhicule informé par une seconde sonde de pression (8) de la pression à la terminaison du circuit d'air comprimé. L'air libéré maintient la 3025251 12 pression à la terminaison du circuit à une pression égale à la pression maximale nécessaire pour le mode de fonctionnement thermique avec alimentation par air comprimé si la ligne de cylindres est en mode de fonctionnement thermique avec alimentation par air comprimé (Fig.The circuit elements are shown in FIG. 7. It comprises a storage tank where the compressed air is stored at a pressure of several hundred bar (1). A pressure sensor (2) informs the computer and the driver by a light of the state of the compressed air reserve. The air is expanded by a first expander (3) and passes to a second reservoir (4) where it is heated by a line fed by the engine coolant passing through the reservoir upstream of the radiator (5). The first regulator (3) controlled by the computer informed by a pressure sensor (6) lowers the air pressure and maintains it at a pressure equal to the maximum pressure necessary for the operation of the engine in two-stroke compressed air mode. releasing the compressed air contained in the storage tank (1). The pressure in the reservoir (4) is equal to the maximum residual pressure of the air rejected by the engine in two-stroke compressed air mode multiplied by the rate of expansion of the cylinders when the crankshaft is in the up position. The air from the tank (4) is directed to a pipe clean to its line of cylinders if the lines of cylinders are independent, to a pipe common to the two lines of cylinders in the opposite case. The compressed air is released by a second expander (7) controlled by the vehicle computer informed by a second pressure sensor (8) of the pressure at the termination of the compressed air circuit. The released air maintains the pressure at the circuit termination at a pressure equal to the maximum pressure required for the compressed-air thermal operating mode if the cylinder line is in thermal operation mode with compressed air supply. (Fig.

8B). L'air libéré maintient la pression à la terminaison du circuit à une pression égale à la pression maximale nécessaire pour le mode air comprimé à deux temps si la ligne de cylindres est en mode air comprimé à deux temps (Fig.8B). The released air maintains the pressure at the end of the circuit at a pressure equal to the maximum pressure required for the two-stroke compressed air mode if the cylinder line is in two-stroke compressed air mode (Fig.

8A). Une vanne (9) dirige l'air comprimé soit directement vers les cylindres par une conduite (10) pour le mode thermique avec alimentation par air comprimé (Fig.8A). A valve (9) directs the compressed air directly to the cylinders via a pipe (10) for the thermal mode with compressed air supply (Fig.

8B). Pour le 10 mode air comprimé à deux temps (Fig.8B). For the two-stroke compressed air mode (Fig.

8A) l'air comprimé est dirigé par la vanne (9) vers une conduite (11) menant à des compartiments d'air situés dans les blocs cylindres (12) puis il circule au contact de la conduite d'échappement à contresens des gaz d'échappement dans une conduite d'échappement à double paroi (13). Le réchauffement de l'air comprimé par le moteur thermique permet de récupérer une part 15 importante des déperditions thermiques du moteur en augmentant la pression de l'air comprimé, ce qui correspond à la propriété RET (récupération de l'énergie thermique) du moteur mixte thermique/air comprimé. Un troisième détendeur (14) sous le contrôle du calculateur informé de la force exercée sur la commande d'accélération du véhicule provoque une libération de l'air comprimé 20 vers le moteur à une pression proportionnelle à la force exercée sur la commande d'accélération. Pour le mode air comprimé à deux temps cette pression ira d'une pression minimale proche de la pression atmosphérique multipliée par le taux de détente du moteur quand le vilebrequin est en position haute à une pression maximale égale à un multiple de cette même pression égale à la pression de l'air rejeté par le 25 moteur multiplié par le taux de détente des cylindres quand le vilebrequin est en position haute. Pour le mode thermique avec alimentation par air comprimé cette pression ira d'une pression minimale égale à la pression atmosphérique à une pression maximale égale à un multiple de la pression atmosphérique multipliée par le taux de compression du 30 moteur quand le vilebrequin est en position basse permettant une pression en fin de phase de compression compatible avec le mode de fonctionnement thermique du moteur. La pression de l'air à l'admission est mesurée par une sonde de pression (15) qui informe le calculateur. Le calculateur déplace les arbres à cames, ce qui provoque 3025251 13 une fermeture anticipée de la soupape d'admission lors de la descente du piston d'autant plus précoce que la pression à l'admission est importante, le déplacement de la came d'admission maintient la pression à la fin de la phase de compression à une valeur compatible avec le fonctionnement en mode thermique à quatre temps de la ligne de cylindres. Une sonde thermique (16) informe le calculateur de la température à l'extrémité du circuit de chauffage de l'air comprimé. Le calculateur est informé de la vitesse du véhicule, de la force que le conducteur exerce sur la commande d'accélération et de l'état des réserves en air comprimé et en carburant. Si la force que le conducteur 10 exerce sur la commande d'accélération est modérée, si le véhicule a atteint sa vitesse de croisière et si la température à la terminaison du circuit de chauffage est suffisante pour augmenter significativement la pression de l'air comprimé, le calculateur commande le passage d'une ligne de cylindres ou des deux lignes de cylindres en mode air comprimé à deux temps, il coupe l'alimentation en carburant et 15 éventuellement l'allumage des lignes de cylindres fonctionnant en mode air comprimé à deux temps. Si une seule des deux lignes de cylindre est mise en mode air comprimé à deux temps, la ligne fonctionnant en mode thermique réchauffera l'air comprimé de la ligne fonctionnant à l'air comprimé. Si les deux lignes fonctionnent à l'air comprimé il y aura un refroidissement du moteur et de la conduite d'échappement, le calculateur 20 rétablira le fonctionnement de l'une des deux lignes en mode thermique pour maintenir une température suffisante au bon fonctionnement de la ligne fonctionnant à l'air comprimé. Le calculateur veillera à équilibrer la consommation de carburant et d'air comprimé afin de permettre un épuisement simultané et un rechargement simultané 25 des deux réserves. Si la réserve d'air comprimé est plus faible que la réserve en carburant il limitera l'usage des deux modes utilisant l'air comprimé. Si la réserve de carburant est plus faible que la réserve d'air comprimé il les favorisera. Le voyant informant le conducteur de l'autonomie du véhicule tiendra compte de l'état des deux réserves.8A) the compressed air is directed by the valve (9) to a pipe (11) leading to air compartments located in the cylinder blocks (12) and then flows in contact with the exhaust pipe in the opposite direction of the gases exhaust system in a double wall exhaust pipe (13). The heating of the compressed air by the heat engine makes it possible to recover a large part of the thermal losses of the engine by increasing the pressure of the compressed air, which corresponds to the property RET (thermal energy recovery) of the engine. mixed thermal / compressed air. A third expander (14) under the control of the computer informed of the force exerted on the acceleration control of the vehicle causes release of the compressed air to the engine at a pressure proportional to the force exerted on the acceleration control . For the two-stroke compressed air mode this pressure shall be from a minimum pressure close to the atmospheric pressure multiplied by the engine expansion ratio when the crankshaft is in the up position at a maximum pressure equal to a multiple of the same pressure equal to the air pressure rejected by the engine multiplied by the rate of expansion of the cylinders when the crankshaft is in the up position. For the thermal mode with compressed air supply this pressure will go from a minimum pressure equal to the atmospheric pressure to a maximum pressure equal to a multiple of the atmospheric pressure multiplied by the compression ratio of the engine when the crankshaft is in the low position. allowing pressure at the end of the compression phase compatible with the thermal operating mode of the engine. The air pressure at the intake is measured by a pressure sensor (15) which informs the computer. The computer moves the camshafts, which causes an early closure of the intake valve during the descent of the piston all the earlier as the pressure at the inlet is important, the displacement of the cam intake maintains the pressure at the end of the compression phase at a value compatible with the four-stroke thermal operation of the cylinder line. A thermal probe (16) informs the computer of the temperature at the end of the heating circuit of the compressed air. The computer is informed of the speed of the vehicle, the force that the driver exerts on the acceleration control and the state of the reserves of compressed air and fuel. If the force that the driver 10 exerts on the acceleration control is moderate, if the vehicle has reached cruising speed and the temperature at the termination of the heating circuit is sufficient to significantly increase the pressure of the compressed air, the computer controls the passage of a line of cylinders or two lines of cylinders in two-stroke compressed air mode, it cuts off the supply of fuel and possibly the ignition of the lines of cylinders operating in two-stage compressed air mode . If only one of the two cylinder lines is put in two-stroke compressed air mode, the line operating in thermal mode will heat the compressed air of the line operating with compressed air. If the two lines operate with compressed air there will be a cooling of the engine and the exhaust pipe, the computer 20 will restore the operation of one of the two lines in thermal mode to maintain a sufficient temperature to the proper functioning of the line operating with compressed air. The calculator will ensure a balance of fuel and compressed air consumption to allow simultaneous depletion and simultaneous recharging of both reserves. If the reserve of compressed air is lower than the fuel reserve it will limit the use of both modes using compressed air. If the fuel reserve is lower than the reserve of compressed air it will favor them. The indicator informing the driver of the autonomy of the vehicle will take into account the state of the two reserves.

30 Pour le mode thermique à quatre temps avec alimentation du moteur par de l'air atmosphérique et pour le mode compresseur à deux temps utilisé au freinage pour récupérer l'énergie cinétique du véhicule (Fig.For the four-stroke thermal mode with motor supply by atmospheric air and for the two-stroke compressor mode used for braking to recover the kinetic energy of the vehicle (Fig.

8C), le moteur est alimenté par de l'air 3025251 14 extérieur amené par une conduite (17) située en aval d'un filtre à air. le passage à ces deux modes s'accompagne d'une fermeture du dernier détendeur (14) contrôlant la libération de l'air dans les deux modes utilisant l'air comprimé et de l'ouverture d'une vanne qui pourra être un simple clapet (18) amenant l'air extérieur dans la conduite 5 d'admission en aval du dernier détendeur (14). Le passage d'un mode à l'autre s'accompagne d'un déplacement de l'arbre à came et éventuellement du vilebrequin. Pour le passage du mode air comprimé à deux temps au mode thermique avec alimentation par air comprimé qui s'accompagnera d'une baisse de la pression de l'air 10 comprimé il faudra éviter que le moteur ne soit alimenté par de l'air chaud. Il pourra être nécessaire de faire descendre la pression en air dans le circuit de chauffage avant le basculement de l'alimentation en air vers la conduite (10) par la vanne (9) en fermant le détendeur (7) et en laissant descendre la pression par l'action du moteur. Un clapet (Fig. 6; 19a) monté sur un ressort (19b) permettra l'équilibrage des pressions en 15 inversant le flux d'air dans la conduite de chauffage en laissant la vanne (9) ouverte sur les deux conduites (10 et 11) pendant un temps court. Comme le montre la figure (9A) la pression en mode air comprimé à deux temps et la récupération de l'énergie thermique du moteur pourraient être considérablement 20 augmentées par la projection d'eau sur la partie proximale de la conduite d'échappement par effet sauna (20). Cette eau pourrait provenir d'une réserve (21) qui serait reconstituée par la condensation de l'eau projetée, de l'eau produite par la combustion et par la condensation de l'humidité de l'air à la terminaison de la conduite d'échappement en exploitant le froid produit par la détente de l'air comprimé. La 25 projection d'eau serait déclenchée si la température mesurée à l'extrémité de la conduite d'échappement est suffisante pour produire de la vapeur. L'air comprimé est stocké à la température ambiante à une pression de l'ordre de 200 à 400 bars dans le réservoir de stockage (1). Sa première détente abaisse sa pression jusqu'à environ 70 à 80 bars (pression maximale probable pour le mode air comprimé à deux temps), la 30 détente s'accompagne d'une baisse de température. L'air détendu est dirigé par une conduite (22) jusqu'à l'extrémité de la conduite d'échappement et circule contresens des gaz d'échappement (23). Le refroidissement des gaz d'échappement provoque la condensation des liquides contenus dans les gaz d'échappement. L'air comprimé est 3025251 15 ensuite amené par une seconde conduite (24) dans le réservoir où il est réchauffé par le liquide de refroidissement du moteur (4). Le fond de la conduite d'échappement est en forme d'entonnoir (25) et permet le recueil d'un liquide riche en eau (26) qui servira à reconstituer la réserve d'eau (27). Après décantation des huiles par flottation (28) et des éléments lourds par décantation (29) et après filtrage (F) le liquide pourra être à nouveau projetée sur la partie proximale de la conduite d'échappement (20). Il n'y aura pas nécessité de reconstituer la réserve d'eau par une apport extérieur si la condensation permet une récupération suffisante. Les gaz d'échappement contiennent nombre de polluants comme les vapeurs d'huile et 10 des résidus de carburant non brûlés ou partiellement brûlés, le froid produit par la détente de l'air comprimé pourrait permettre d'effectuer une distillation des gaz d'échappement et de faire du moteur mixte thermique/air comprimé un moteur particulièrement propre comme le montre la figure 9B. Une sonde thermique (30) mesure la température des gaz en amont de la terminaison 15 où s'effectue la condensation. Des volet aérodynamiques (31) commandés par le calculateur permettent de refroidir la conduite d'échappement en amont de la terminaison en dirigeant un flux d'air vers la conduite si la température des gaz d'échappement mesurée par la sonde (30) est trop élevée pour permettre la condensation par le froid à la terminaison de la conduite d'échappement.8C), the motor is supplied with external air supplied by a pipe (17) located downstream of an air filter. the transition to these two modes is accompanied by a closing of the last regulator (14) controlling the release of air in both modes using compressed air and the opening of a valve which may be a simple valve (18) bringing the outside air into the inlet pipe downstream of the last expander (14). The transition from one mode to another is accompanied by a displacement of the cam shaft and possibly the crankshaft. For the transition from the two-stroke compressed air mode to the thermal mode with compressed air supply which will be accompanied by a decrease in the pressure of the compressed air 10 it will be necessary to avoid that the engine is powered by hot air . It may be necessary to lower the air pressure in the heating circuit before tilting the air supply to the pipe (10) through the valve (9) by closing the regulator (7) and releasing the pressure by the action of the motor. A check valve (Fig. 6; 19a) mounted on a spring (19b) will equalize the pressures by reversing the flow of air in the heating pipe leaving the valve (9) open on both lines (10 and 10). 11) for a short time. As shown in FIG. 9A, the two-stroke compressed air pressure and the recovery of the thermal energy of the engine could be considerably increased by the splash of water on the proximal portion of the exhaust sauna (20). This water could come from a reserve (21) which would be reconstituted by the condensation of the projected water, the water produced by the combustion and the condensation of the moisture of the air at the end of the pipe. exhaust by exploiting the cold produced by the expansion of compressed air. The water spray would be triggered if the temperature measured at the end of the exhaust pipe is sufficient to produce steam. The compressed air is stored at ambient temperature at a pressure of the order of 200 to 400 bars in the storage tank (1). Its first expansion lowers its pressure to about 70 to 80 bar (probable maximum pressure for the two-stroke compressed air mode), the relaxation is accompanied by a drop in temperature. The expanded air is directed by a pipe (22) to the end of the exhaust pipe and flows against the exhaust gas (23). The cooling of the exhaust gas causes the condensation of the liquids contained in the exhaust gas. The compressed air is then fed through a second line (24) into the tank where it is heated by the engine coolant (4). The bottom of the exhaust pipe is funnel-shaped (25) and allows the collection of a water-rich liquid (26) which will be used to reconstitute the water reserve (27). After decantation of the oils by flotation (28) and heavy elements by decantation (29) and after filtering (F) the liquid can be projected again on the proximal part of the exhaust pipe (20). There will be no need to replenish the water supply by an external supply if the condensation allows a sufficient recovery. The exhaust gases contain many pollutants such as oil vapors and unburned or partially burned fuel residues, the cold produced by the expansion of the compressed air could allow exhaust gas distillation to be carried out and to make the engine mixed thermal / compressed air a particularly clean engine as shown in Figure 9B. A thermal probe (30) measures the temperature of the gases upstream of the termination 15 where the condensation takes place. An aerodynamic flap (31) controlled by the computer makes it possible to cool the exhaust pipe upstream of the termination by directing a flow of air towards the pipe if the temperature of the exhaust gases measured by the probe (30) is too high. high to allow condensation by cold at the termination of the exhaust pipe.

20 Si la température est suffisamment basse il se produira une distillation étagée par condensation le long de la conduite d'air comprimé. Le fond de la conduite d'échappement forme plusieurs entonnoirs (32) où le liquide de condensation est recueilli. Les premiers entonnoirs (33) recueilleront un liquide (34) enrichi des produits les moins volatils (eau et résidus d'huile). Une décantation du liquide permettra de 25 séparer les résidus d'huile plus légers (35) de l'eau (36) plus lourde. Les dernier entonnoirs recueilleront un liquide (37) enrichi des produits les plus volatils (résidus de carburant non brûlés ou partiellement brûlés). Les entonnoirs intermédiaires un mélange (38). Le liquide issu des entonnoirs intermédiaire (38) pourra être mélangés au liquide issus des premiers entonnoirs après décantation par flottation des huiles 30 (36). Après filtrage du liquide (F) il reconstituera la réserve d'eau (40). Les huiles issues des premiers entonnoirs (35) et les résidus les plus volatils (37) seront mélangés (39) et soit collectés (39a) soit incorporés en faible quantité après filtrage (F) au carburant (39b) pour être brûlés.If the temperature is sufficiently low, condensed distillation will occur along the compressed air line. The bottom of the exhaust pipe forms several funnels (32) where the condensation liquid is collected. The first funnels (33) will collect a liquid (34) enriched with the least volatile products (water and oil residues). Decantation of the liquid will separate the lighter oil residues (35) from the heavier water (36). The last funnels will collect a liquid (37) enriched with the most volatile products (unburned or partially burned fuel residues). Intermediate funnels a mixture (38). The liquid from the intermediate funnels (38) may be mixed with the liquid from the first funnels after settling by flotation of the oils (36). After filtering the liquid (F) it will reconstitute the water reserve (40). The oils from the first funnels (35) and the most volatile residues (37) will be mixed (39) and collected (39a) or incorporated in a small quantity after filtering (F) to the fuel (39b) to be burned.

3025251 16 Le moteur mixte pourrait également fonctionner à l'eau perdue. L'eau et l'air comprimé pourraient être contenus dans le même réservoir de stockage et être rechargés dans le même temps. La conduite d'air comprimé partirait de la partie supérieure du réservoir, la conduite d'eau de la partie inférieure. La pression de l'air comprimé permettrait de projeter de l'eau à forte pression sur la partie proximale de la conduite d'échappement. La figure (10) récapitule les différents modes (m1 à m5), le profil présenté par les cames aux queues de soupape (A), pour la soupape d'admission (a) et pour la soupape d'échappement (e). Elle montre la position des différents arbres (B) avec 10 l'arbre de transmission (t), l'arbre intermédiaire (i) et l'arbre du vilebrequin (y) selon le mode. Elle montre le circuit d'alimentation en air selon le mode (C). Les modes ml et m2 correspondent au fonctionnement thermique avec alimentation par air comprimé, ce mode est déclenché quand le conducteur exerce une force importante sur la commande d'accélération. Le vilebrequin est en position basse.3025251 16 The mixed engine could also work with lost water. Water and compressed air could be contained in the same storage tank and be recharged at the same time. The compressed air line would start from the top of the tank, the water pipe from the bottom. The pressure of the compressed air would allow high pressure water to be projected onto the proximal part of the exhaust pipe. Figure (10) summarizes the different modes (m1 to m5), the profile presented by the cams at the valve shanks (A), for the intake valve (a) and for the exhaust valve (e). It shows the position of the various shafts (B) with the drive shaft (t), the intermediate shaft (i) and the crankshaft (y) depending on the mode. It shows the air supply circuit according to the mode (C). The modes ml and m2 correspond to the thermal operation with compressed air supply, this mode is triggered when the driver exerts a large force on the acceleration control. The crankshaft is in the down position.

15 La pression de l'air comprimé est maintenue à la pression maximale pour ce mode par le second détendeur. L'ouverture du dernier détendeur est proportionnelle à la force exercée sur la commande d'accélération du véhicule et libère l'air à une pression allant de la pression atmosphérique à une pression maximale propre au mode. La fermeture anticipée de la soupape d'admission permet de maintenir la pression à la fin de la 20 phase de compression compatible avec le fonctionnement du moteur en mode thermique à quatre temps. Le calculateur est informé de la pression à l'admission par une sonde de pression et détermine par la position de l'arbre à cames une fermeture anticipée de la soupape d'admission d'autant plus précoce que la pression de l'air à l'admission est importante. De m3 à ml la pression à l'admission est croissante. L'air 25 comprimé est directement dirigé vers les cylindres sans passer par le circuit de réchauffement. Le mode m3 correspond au mode de fonctionnement thermique à quatre temps avec alimentation par de l'air à la pression atmosphérique. Le vilebrequin est en position basse. Le dernier détendeur est fermé, une vanne ouvre une conduite qui 30 amène l'air extérieur aux cylindres (la vanne peut être un simple clapet). Pour les modes m4 et m5 l'alimentation en carburant est coupée, de même que l'allumage si le véhicule est à essence. Le mode m4 correspond au mode récupération d'énergie cinétique au freinage 3025251 17 qui transforme le moteur en compresseur à deux temps. Le relief présenté par les cames dans le mode thermique quatre temps (m3) est doublé. Chaque descente du piston s'accompagne d'une ouverture de la soupape d'admission, chaque remontée du piston d'une ouverture de la soupape d'échappement.The pressure of the compressed air is maintained at the maximum pressure for this mode by the second expander. The opening of the last expansion valve is proportional to the force exerted on the acceleration control of the vehicle and releases the air at a pressure ranging from atmospheric pressure to a maximum pressure specific mode. Early closure of the intake valve maintains pressure at the end of the compression phase consistent with engine operation in four-stroke thermal mode. The computer is informed of the intake pressure by a pressure sensor and determines, by the position of the camshaft, an early closing of the intake valve even earlier than the air pressure at the inlet. admission is important. From m3 to ml the pressure on admission is increasing. The compressed air is directed directly to the cylinders without going through the heating circuit. The m3 mode corresponds to the four-stroke thermal operation mode with air supply at atmospheric pressure. The crankshaft is in the down position. The last expansion valve is closed, a valve opens a pipe which brings the outside air to the cylinders (the valve can be a simple valve). For modes m4 and m5 the fuel supply is cut off, as is the ignition if the vehicle is on gasoline. The m4 mode corresponds to the kinetic energy regeneration mode 3025251 17 which converts the motor into a two-cycle compressor. The relief presented by the cams in the four-stroke thermal mode (m3) is doubled. Each lowering of the piston is accompanied by an opening of the intake valve, each piston ascent of an opening of the exhaust valve.

5 La hauteur du vilebrequin qui détermine le taux de compression du moteur est proportionnelle à la force exercée sur la commande de frein et assure une force de freinage proportionnelle. Comme pour le mode thermique à quatre temps avec alimentation par air atmosphérique (m3) le moteur est alimenté par de l'air extérieur.The crankshaft height that determines the compression ratio of the engine is proportional to the force exerted on the brake control and provides a proportional braking force. As for the four-stroke thermal mode with atmospheric air supply (m3), the motor is powered by outside air.

10 Le mode m5 correspond au mode air comprimé à deux temps. L'ouverture de la soupape d'admission est limitée à un temps court au début de la descente du piston. L'arbre du vilebrequin est en position haute. L'air provenant du réservoir d'air comprimé est dirigé par une conduite vers des compartiment situés dans le bloc cylindre et termine son réchauffement en circulant à contresens des gaz d'échappement dans une 15 conduite à double paroi avant d'être envoyé dans les cylindres. Le second détendeur contrôlé par le calculateur informé de la pression à la terminaison du circuit par une sonde de pression maintient la pression à la pression maximale pour ce mode de fonctionnement. Le dernier détendeur contrôlé par le calculateur informé de la force exercée sur la commande d'accélération libère l'air à une pression comprise entre une 20 pression proche de la pression atmosphérique multipliée par le taux de détente des cylindre quand le vilebrequin est en position haute et la pression maximale pour le mode air comprimé à deux temps. Le moteur mixte thermique/air comprimé est une alternative aux modes de 25 motorisation actuels que sont le mode thermique, le mode électrique ou le mode air comprimé. Il présente les avantages du moteur thermique par sa puissance et son autonomie, le mode air comprimé permet de réaliser des économies qui compenseront l'inconvénient de devoir recharger à la fois la réserve de carburant et la réserve d'air comprimé. La réserve d'air comprimé pourra être reconstituée au domicile grâce à un 30 compresseur mais également lors de longs trajets chez les distributeurs de carburant à partir d'un plus grand réservoir d'air comprimé produit localement. Le rechargement de la réserve serait rapide. Les mêmes pompes pourraient à la fois distribuer du carburant et de l'air comprimé. Le mode air comprimé optimise le mode thermique en donnant au 3025251 18 moteur une propriété RET (récupération de l'énergie thermique). La conversion du moteur en un compresseur à deux temps au freinage lui donne également la propriété REC (récupération de l'énergie cinétique). Les possibilités du système sont considérables. Le rendement énergétique du moteur thermique est de l'ordre de 30%, la récupération d'une fraction des 70% perdus sous forme de chaleur offre des perspectives d'économies en carburant considérables. La récupération de l'énergie cinétique au freinage permet des économies en carburant en cycle urbain de l'ordre de 30%, la transformation du moteur en compresseur à deux temps permettant de développer une force de freinage progressive et proportionnelle à la force exercée sur 10 la commande de frein, le passage du moteur en mode deux temps et l'augmentation du taux de compression du moteur augmenteront considérablement la force de freinage. L'air comprimé au freinage reconstituera la réserve d'air comprimé. Le moteur à air comprimé n'a pas malgré des débuts prometteurs été suivi d'un développement industriel du fait de sa faible puissance résultant en partie du 15 refroidissement de l'air lors de sa détente. Dans le moteur mixte thermique/air comprimé la récupération de la chaleur dégagée par le moteur pallierait à cet inconvénient. La production de vapeur et la possibilité de condenser la vapeur à la terminaison de la conduite d'échappement en mettant à profit le refroidissement par la détende de l'air comprimé permettrait de réaliser un circuit fermé d'eau qui 20 augmenterait considérablement le rendement du mode air comprimé et la récupération de l'énergie thermique du moteur. Elle permettrait également de dépolluer les gaz d'échappement en condensant les huiles et les résidus de carburant non brûlée ou partiellement brûlés qui pourront soit être soit collectés soit brûlés en étant mélangés en faible quantité au carburant. Faire fonctionner un véhicule uniquement à l'air 25 comprimé pose le problème d'une puissance limitée, le moteur mixte thermique/air comprimé permet de résoudre ce problème. Le mode thermique serait utilisé à l'accélération, le véhicule passerait en mode air comprimé ou mixte avec une ligne de cylindres fonctionnant en mode thermique et la seconde ligne fonctionnant à l'air comprimé (la ligne fonctionnant en mode thermique fournissant la chaleur permettant 30 d'optimiser la ligne fonctionnant à l'air comprimé). Ce mode serait déclenché quand le véhicule a atteint sa vitesse de croisière et n'a besoin que d'une puissance modérée pour conserver sa vitesse de croisière. La présence d'arbres à cames portant des cames à profil complexe permet de créer un nouveau mode qui est le mode thermique 3025251 19 à quatre temps avec alimentation par air comprimé qui peut apporter momentanément une puissance supérieure à la puissance d'un moteur thermique de même cylindrée. Le coût faible de l'air comprimé comparé au coût croissant des carburants rendrait le système compétitif. La perspective de réduire par ce dispositif le 5 coût kilométrique d'un véhicule à une fraction de son coût actuel sans diminuer ses performances n'est pas illusoire.The mode m5 corresponds to the two-stroke compressed air mode. The opening of the intake valve is limited to a short time at the beginning of the descent of the piston. The crank shaft is in the up position. The air from the compressed air reservoir is directed by a pipe to compartments in the cylinder block and completes its warming by flowing against the exhaust gases in a double-walled pipe before being fed into the cylinder blocks. cylinders. The second expander controlled by the computer informed of the pressure at the end of the circuit by a pressure sensor maintains the pressure at the maximum pressure for this mode of operation. The last regulator controlled by the computer informed of the force exerted on the acceleration control releases the air at a pressure between a pressure close to atmospheric pressure multiplied by the rate of expansion of the cylinder when the crankshaft is in the up position. and the maximum pressure for two-stroke compressed air mode. The combined thermal / compressed air engine is an alternative to the current engine modes, which are the thermal mode, the electric mode or the compressed air mode. It presents the advantages of the engine by its power and its autonomy, the compressed air mode makes it possible to save money which will compensate for the disadvantage of having to recharge both the reserve of fuel and the supply of compressed air. The compressed air supply can be reconstituted at home by means of a compressor but also on long trips to the fuel distributors from a larger tank of compressed air produced locally. Reloading the reserve would be fast. The same pumps could both dispense fuel and compressed air. The compressed air mode optimizes the thermal mode by giving the engine a RET (thermal energy recovery) property. The conversion of the engine into a two-stroke braking compressor also gives it the REC property (kinetic energy recovery). The possibilities of the system are considerable. The energy efficiency of the engine is about 30%, the recovery of a fraction of the 70% lost in the form of heat offers significant fuel savings prospects. The recovery of the kinetic energy during braking allows fuel savings in the urban cycle of the order of 30%, the transformation of the engine into a two-stroke compressor to develop a progressive braking force and proportional to the force exerted on 10 the brake control, the passage of the engine in two-stroke mode and the increase of the compression ratio of the engine will considerably increase the braking force. The compressed air during braking will restore the reserve of compressed air. Despite the promising start, the compressed air engine has not been followed by industrial development because of its low power resulting in part from the cooling of the air during its expansion. In the combined thermal / compressed air engine, the recovery of the heat released by the engine overcomes this disadvantage. The production of steam and the possibility of condensing the steam at the termination of the exhaust duct by taking advantage of the cooling by the expansion of the compressed air would make it possible to achieve a closed circuit of water which would considerably increase the efficiency of the engine. Compressed air mode and recovery of thermal energy from the engine. It would also help to clean up exhaust gases by condensing unburned or partially burned fuel oils and residues that can either be collected or burned by being mixed in small quantities with fuel. Operating a vehicle only with compressed air poses the problem of limited power, the combined thermal / compressed air engine solves this problem. The thermal mode would be used for acceleration, the vehicle would go into compressed air mode or mixed with a line of cylinders operating in thermal mode and the second line operating with compressed air (the line operating in thermal mode providing the heat allowing 30 optimize the line operating with compressed air). This mode would be triggered when the vehicle has reached cruising speed and needs only moderate power to maintain its cruising speed. The presence of camshafts carrying complex profile cams makes it possible to create a new mode which is the thermal mode 3025251 19 four-stroke with compressed air supply that can momentarily bring a power greater than the power of a combustion engine. same displacement. The low cost of compressed air compared to the rising cost of fuels would make the system competitive. The prospect of reducing the cost per kilometer of a vehicle to a fraction of its current cost without reducing its performance is not illusory.

Claims (9)

REVENDICATIONS1) Moteur à pistons caractérisé en ce qu'il peut fonctionner en mode thermique à quatre temps avec alimentation par air atmosphérique, en mode thermique à quatre temps avec alimentation par air comprimé à des pressions variables, en mode air comprimé à deux temps et en mode compresseur à deux temps au freinage par la présence (Fig. 1): d'arbres à cames pouvant coulisser sur leur axe portant des cames à profil complexe imprimant aux soupapes les mouvements nécessaires aux différents modes de fonctionnement (A.1); d'un ou plusieurs vilebrequins mobiles pouvant faire varier le rapport de volume de la chambre de combustion entre le temps où le piston est en position haute et le temps où le piston est en position basse (A.2); d'un circuit d'air permettant de délivrer au moteur soit de l'air atmosphérique, soit de l'air comprimé à la pression nécessaire aux différents modes de fonctionnement à partir d'un réservoir de stockage (1) et de réchauffer l'air comprimé au cours de sa détente grâce à la chaleur produite par le moteur lorsqu'il fonctionne en mode thermique (B.3).CLAIMS1) Piston engine characterized in that it can operate in four-stroke thermal mode with atmospheric air supply, in four-stroke thermal mode with compressed air supply at variable pressures, two-stroke compressed air mode and two-stroke compressor mode with presence braking (Fig. 1): camshafts capable of sliding on their axle carrying complex profile cams imparting to the valves the movements necessary for the various operating modes (A.1); one or more movable crankshafts capable of varying the volume ratio of the combustion chamber between the time when the piston is in the up position and the time when the piston is in the down position (A.2); an air circuit for delivering to the engine either atmospheric air or compressed air at the pressure necessary for the various operating modes from a storage tank (1) and for heating the compressed air during its relaxation due to the heat generated by the engine when operating in thermal mode (B.3). 2) Moteur à piston selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque ligne de cylindres présente des arbres à cames portant des cames à profil complexe (Fig. 2), chaque arbre à cames (a) est entraîné par le moteur grâce à une poulie (poa), les arbres à cames (a) sont solidaires de leur poulie (poa) dans le sens de la rotation mais peuvent coulisser dans la poulie et opposer aux soupapes d'admission et d'échappement le profil nécessaire au mode de fonctionnement (Fig.2) A piston engine according to claim 1 characterized in that each line of cylinders has camshafts carrying cams with complex profile (Fig. 2), each camshaft (a) is driven by the engine by a pulley (poa), the camshafts (a) are integral with their pulley (poa) in the direction of rotation but can slide in the pulley and oppose to the intake and exhaust valves the profile necessary for the operating mode ( Fig. 3). 3) Moteur à pistons selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque ligne de cylindres comporte un système d'arbres articulés (Fig. 4 et 5), il comprend un vilebrequin mobile (y), un arbre intermédiaire mobile (i) relié à au vilebrequin (v) et à un arbre de transmission fixe (t), l'arbre de transmission (t) peut être commun à plusieurs lignes de cylindres qui tourneront à la même vitesse (Fig. 1Ca), le moteur peut présenter des lignes de cylindres indépendantes (Fig. 1Cb), l'arbre de transmission (t) est alors relié par un engrenage déterminant plusieurs rapports de transmission à un arbre de transmission commun (tc) menant au dispositif de changement de vitesse du véhicule.3). 3) A piston engine according to claim 1 characterized in that each line of cylinders comprises a system of articulated shafts (Figures 4 and 5), it comprises a movable crankshaft (y), a movable intermediate shaft (i) connected to at the crankshaft (v) and at a fixed transmission shaft (t), the transmission shaft (t) may be common to several lines of cylinders which will rotate at the same speed (Fig. 1Ca), the engine may have lines of independent cylinders (Fig. 1Cb), the transmission shaft (t) is then connected by a gear determining a plurality of transmission ratios to a common transmission shaft (tc) leading to the vehicle gearshift device. 4) Moteur à pistons selon la revendication 3 caractérisé en ce que le mouvement du vilebrequin est obtenu par la présence de cloisons fixes (cf) présentant deux rainures fixes (rfv et di) traversées par l'arbre du vilebrequin (av) et par l'arbre intermédiaire (ai) et par la présence de cloisons mobiles (cm) pivotant sur l'axe de 3025251 21 l'arbre de transmission (at) et présentant deux rainures mobiles (rmv et rmi) traversée par l'arbre du vilebrequin (av) et par l'arbre intermédiaire (ai). Les rainures fixes (rfv) suivent la trajectoire de l'arbre du vilebrequin (av) de sa position basse à sa position haute (Fig. 5C1 et 5C2), les rainures mobiles (rmv) sont obliques 5 (Fig. 5D), le pivotement des cloisons mobiles déplace l'arbre du vilebrequin (av) qui se place à l'intersection des rainures fixes (rfv) et des rainures mobiles (rmv), les rainures fixes (rfi) et les rainures mobiles (rmi) maintiennent la distance entre l'arbre de transmission (at) et l'arbre intermédiaire (ai), l'arbre du vilebrequin (av) entraîne l'arbre intermédiaire (ai) lors de son déplacement grâce à des double bagues (bvi). 10 Le vilebrequin est en positions basse pour les modes de fonctionnement thermiques (Fig. 10Bm1 à 10Bm3), en position haute pour le mode air comprimé à deux temps (Fig. 10Bm5), pour le mode compresseur à deux temps (Fig. 10Bm4) sa hauteur est proportionnelle à la force exercée sur la commande de frein.4) piston engine according to claim 3 characterized in that the movement of the crankshaft is obtained by the presence of fixed partitions (cf) having two fixed grooves (rfv and di) traversed by the crank shaft (av) and by the intermediate shaft (ai) and by the presence of movable partitions (cm) pivoting on the axis of the transmission shaft (at) and having two movable grooves (rmv and rmi) traversed by the crank shaft ( av) and the intermediate shaft (ai). The fixed grooves (rfv) follow the trajectory of the crank shaft (av) from its low position to its high position (Fig. 5C1 and 5C2), the movable grooves (rmv) are oblique (Fig. 5D), the pivoting movable partitions moves the crankshaft (av) at the intersection of the fixed grooves (rfv) and the moving grooves (rmv), the fixed grooves (rfi) and the moving grooves (rmi) maintain the distance between the transmission shaft (at) and the intermediate shaft (ai), the crankshaft (av) drives the intermediate shaft (ai) during its movement through double rings (bvi). The crankshaft is in the down position for the thermal operating modes (Fig. 10Bm1 to 10Bm3), in the up position for the two-stroke compressed air mode (Fig. 10Bm5), for the two-stroke compressor mode (Fig. 10Bm4) its height is proportional to the force exerted on the brake control. 5) Moteur à pistons selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour le mode 15 thermique avec alimentation par air atmosphérique (Cm3) et le mode compresseur à deux temps utilisé au freinage (Cm4) le moteur est alimenté par de l'air extérieur, pour le mode thermique avec alimentation par air comprimé (Cm1 et Cm2) et pour le mode air comprimé à deux temps (Cm5) le moteur est alimenté par de l'air comprimé provenant d'un réservoir de stockage, pour le mode air comprimé à deux temps (Cm5) 20 l'air passe par un circuit de chauffage où il est réchauffé par la chaleur produite par le moteur quand il fonctionne en mode thermique.5) piston engine according to claim 1 characterized in that for the thermal mode with atmospheric air supply (Cm3) and the two-stroke compressor mode used for braking (Cm4) the engine is powered by outside air, for the thermal mode with compressed air supply (Cm1 and Cm2) and for the two-stroke compressed air mode (Cm5), the motor is supplied with compressed air from a storage tank, for compressed air mode. Two times (Cm5) the air passes through a heating circuit where it is warmed by the heat generated by the motor when it operates in thermal mode. 6) Moteur à pistons selon la revendication 5 caractérisé en ce que pour le mode air comprimé à deux temps (Fig. 8A) et le mode thermique avec alimentation par air comprimé (Fig. 8B) l'air comprimé du réservoir de stockage (1) est dirigé vers un 25 second réservoir (4) où il est réchauffé par la conduite de liquide de refroidissement du moteur menant au radiateur du véhicule (5), la pression dans le second réservoir (4) est maintenue à la pression maximale nécessaire au mode air comprimé à deux temps par la libération par de l'air comprimé contenu dans le réservoir de stockage (1). Pour le mode air comprimé à deux temps (Fig. 8A) l'air comprimé est dirigé par une 30 vanne (9) vers une conduite (11) menant à des compartiments d'air situés dans le bloc moteur (12), il termine son réchauffement en circulant à contresens des gaz d'échappement dans une conduite d'échappement à double paroi (13), il est ensuite dirigé vers une conduite commune au mode thermique avec alimentation par air 3025251 22 comprimé fermée par un troisième détendeur (14), la pression y est maintenue à la pression maximale pour le mode air comprimé à deux temps par la libération de l'air comprimé contenu dans le second réservoir (4). Pour le mode thermique avec alimentation par air comprimé (Fig. 8B) l'air comprimé du réservoir (4) est dirigé par la vanne (9) vers une conduite (10) menant à la conduite commune fermée par le troisième détendeur (14), la pression y est maintenue à la pression maximale pour le mode thermique avec alimentation par air comprimé par la libération de l'air contenu dans le second réservoir (4). 10 Pour les deux modes utilisant l'air comprimé le troisième détendeur (14) délivre l'air à une pression proportionnelle à la force exercée sur la commande d'accélération. Pour le mode thermique avec alimentation par air comprimé la pression de l'air comprimé délivré au moteur est mesurée (15), le calculateur place les arbres à cames dans une position permettant par une fermeture anticipée de la soupape d'admission 15 une pression en fin de phase de compression compatible avec le mode de fonctionnement thermique à quatre temps du moteur. Pour le mode compresseur à deux temps et pour le mode thermique avec alimentation par air atmosphérique (Fig. 8C) le troisième détendeur (14) est fermé, une vanne (18) pouvant être un simple clapet dirige l'air extérieur vers la conduite d'alimentation du 20 moteur en aval du troisième détendeur (14).6) Piston engine according to claim 5, characterized in that for the two-stroke compressed air mode (Fig. 8A) and the thermal mode with compressed air supply (Fig. 8B) the compressed air of the storage tank (1) ) is directed to a second tank (4) where it is reheated by the engine coolant line leading to the vehicle radiator (5), the pressure in the second tank (4) is maintained at the maximum pressure necessary for the two-stroke compressed air mode by release by compressed air contained in the storage tank (1). For the two-stroke compressed air mode (Fig. 8A) the compressed air is directed by a valve (9) to a line (11) leading to air compartments in the engine block (12). its heating by flowing against the exhaust gases in a double-wall exhaust pipe (13), it is then directed to a pipe common to the thermal mode with air supply 3025251 22 compressed closed by a third expander (14) , the pressure is maintained at the maximum pressure for the two-stroke compressed air mode by releasing the compressed air contained in the second tank (4). For the thermal mode with compressed air supply (Fig. 8B) the compressed air from the tank (4) is directed by the valve (9) to a pipe (10) leading to the common pipe closed by the third expansion valve (14) , the pressure is maintained at the maximum pressure for the thermal mode with supply by compressed air by the release of the air contained in the second tank (4). For both modes using compressed air the third expander (14) delivers the air at a pressure proportional to the force exerted on the acceleration control. For the thermal mode with compressed air supply the pressure of the compressed air delivered to the engine is measured (15), the computer places the camshafts in a position allowing by an early closing of the intake valve 15 a pressure in end of compression phase compatible with the four-stroke thermal operation mode of the engine. For the two-cycle compressor mode and for the thermal mode with atmospheric air supply (Fig. 8C) the third expander (14) is closed, a valve (18) which can be a simple valve directs the outside air to the air duct. supply of the motor downstream of the third expander (14). 7) Moteur à piston selon la revendication 1, la revendication 5 et la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'eau (Fig. 9) avec une projection d'eau sur la conduite d'échappement (20) augmentant la pression de l'air comprimé et un dispositif de condensation de l'eau des gaz d'échappement pour réaliser un circuit 25 fermé (Fig. 9A), la condensation a lieu à la terminaison de la conduite d'échappement en refroidissant la conduite d'échappement (23) grâce à la détente de l'air dans la conduite (22, 23, 24) menant l'air comprimé du réservoir de stockage (1) au second réservoir (4), l'eau condensée (26) après décantation des huiles (28) et et des déchets plus lourds (29) reconstitue la réserve d'eau (27), après filtrage (F) elle est à nouveau projetée sur la conduite d'échappement (20). Une variante réalise une distillation des gaz d'échappement (Fig. 9B) par recueil étagé des condensats, la décantation des condensats les moins volatils (34) permet de récupérer les résidus d'huile plus légers (35) qui sont mélangés (39) aux condensats les plus volatils (37) riches en résidus de carburant non brûlés ou partiellement brulés, 3025251 23 le mélange est soit collecté (39a), soit incorporé après filtrage (F) en faible quantité au carburant (39b) pour être brûlé, les condensats de volatilité intermédiaire (38) sont mélangés aux condensats les moins volatils purifiés de leurs résidus d'huile (36) et reconstituent après filtrage (F) la réserve d'eau (40). 57) piston engine according to claim 1, claim 5 and claim 6 characterized in that it comprises a water circuit (Fig 9) with a projection of water on the exhaust pipe (20) increasing the pressure of the compressed air and a device for condensing the water of the exhaust gases to make a closed circuit (Fig. 9A), the condensation takes place at the termination of the exhaust pipe by cooling the pipe exhaust system (23) due to the expansion of the air in the pipe (22, 23, 24) leading the compressed air from the storage tank (1) to the second tank (4), the condensed water (26) after decantation of the oils (28) and and heavier waste (29) reconstitutes the water reserve (27), after filtering (F) it is again projected on the exhaust pipe (20). A variant carries out a distillation of the exhaust gas (Fig. 9B) by step-by-step collection of the condensates, the decantation of the less volatile condensates (34) makes it possible to recover the lighter oil residues (35) which are mixed (39) at the most volatile condensates (37) rich in unburnt or partially burned fuel residues, the mixture is either collected (39a) or incorporated after filtering (F) in a small amount to the fuel (39b) for burning, the Intermediate volatility condensates (38) are mixed with the purified less volatile condensates of their oil residues (36) and reconstitute after filtering (F) the water supply (40). 5 8) Dispositif de commande comportant un calculateur d'un moteur selon une quelconque des revendication 1 à 7 caractérisé en ce qu'il détermine le mode de fonctionnement en fonction de l'état de la réserve de carburant et d'air comprimé, de la température de l'air comprimé à l'extrémité de la conduite de réchauffement, de la force exercée sur la commande d'accélération, de la force exercée sur la commande de frein 10 et de la vitesse du véhicule, il détermine la position des arbres à cames (Fig. 3 et 10), la position du vilebrequin (Fig. 4, 5 et 10) et le circuit d'admission d'air (Fig. 8 et 10).8) Control device comprising a computer of an engine according to any one of claims 1 to 7 characterized in that it determines the operating mode according to the state of the fuel reserve and compressed air, the temperature of the compressed air at the end of the heating pipe, the force exerted on the acceleration control, the force exerted on the brake control 10 and the speed of the vehicle, it determines the position of the shafts with cams (Fig. 3 and 10), the position of the crankshaft (Fig. 4, 5 and 10) and the air intake circuit (Fig. 8 and 10). 9) Dispositif de commande comportant un calculateur selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il déclenche le mode air comprimé à deux temps si la température de l'air comprimé à l'extrémité du circuit de réchauffement est importante et si la 15 puissance dégagée par le moteur en mode air comprimé est suffisante pour assurer la puissance déterminée par la force exercée sur la commande d'accélération, il déclenche le mode thermique avec alimentation par air comprimé quand le conducteur exerce une force importante sur la commande d'accélération, il déclenche le mode compresseur à deux temps quand le conducteur actionne la commande de frein et 20 place le vilebrequin à une hauteur proportionnelle à la force exercée sur la commande de frein.9) Control device comprising a computer according to claim 8 characterized in that it triggers the two-stroke compressed air mode if the temperature of the compressed air at the end of the heating circuit is important and if the power released by the engine in compressed air mode is sufficient to ensure the power determined by the force exerted on the acceleration control, it triggers the thermal mode with compressed air supply when the driver exerts a significant force on the acceleration control, he triggers the two-stroke compressor mode when the driver actuates the brake control and places the crankshaft at a height proportional to the force exerted on the brake control.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1013528A (en) * 1909-10-15 1912-01-02 John K Broderick Combined internal-combustion and compressed-air engine.
US3958900A (en) * 1973-06-11 1976-05-25 Takahiro Ueno Convertible engine-air compressor apparatus mounted on a vehicle for driving said vehicle
US6223846B1 (en) * 1998-06-15 2001-05-01 Michael M. Schechter Vehicle operating method and system
GB2406614A (en) * 2003-10-01 2005-04-06 Lotus Car Variable compression ratio i.c. engine
US7464675B1 (en) * 2006-11-01 2008-12-16 Michael Moses Schechter Operating an air-hybrid vehicle with camshaft-driven engine valves
WO2010127446A1 (en) * 2009-05-06 2010-11-11 Amir Khajepour Air compression method and apparatus
FR2945578A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-19 Jean Louis Lombard Working chambers integrated twin-cylinder hybrid engine system for vehicle, has prechamber connected to relaxation chamber by non-return valve that is opened by pressure differential of chamber towards another chamber
WO2013007913A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Method for operating a thermo-pneumatic engine, and thermo-pneumatic engine
CN102072030B (en) * 2010-12-31 2014-02-19 潍柴动力股份有限公司 Diesel engine system and electronic air distributor

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1013528A (en) * 1909-10-15 1912-01-02 John K Broderick Combined internal-combustion and compressed-air engine.
US3958900A (en) * 1973-06-11 1976-05-25 Takahiro Ueno Convertible engine-air compressor apparatus mounted on a vehicle for driving said vehicle
US6223846B1 (en) * 1998-06-15 2001-05-01 Michael M. Schechter Vehicle operating method and system
GB2406614A (en) * 2003-10-01 2005-04-06 Lotus Car Variable compression ratio i.c. engine
US7464675B1 (en) * 2006-11-01 2008-12-16 Michael Moses Schechter Operating an air-hybrid vehicle with camshaft-driven engine valves
WO2010127446A1 (en) * 2009-05-06 2010-11-11 Amir Khajepour Air compression method and apparatus
FR2945578A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-19 Jean Louis Lombard Working chambers integrated twin-cylinder hybrid engine system for vehicle, has prechamber connected to relaxation chamber by non-return valve that is opened by pressure differential of chamber towards another chamber
CN102072030B (en) * 2010-12-31 2014-02-19 潍柴动力股份有限公司 Diesel engine system and electronic air distributor
WO2013007913A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Method for operating a thermo-pneumatic engine, and thermo-pneumatic engine

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