FR3031361A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH VARIABLE CYLINDER - Google Patents

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FR3031361A1
FR3031361A1 FR1550091A FR1550091A FR3031361A1 FR 3031361 A1 FR3031361 A1 FR 3031361A1 FR 1550091 A FR1550091 A FR 1550091A FR 1550091 A FR1550091 A FR 1550091A FR 3031361 A1 FR3031361 A1 FR 3031361A1
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FR
France
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motor
transmission
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axis
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FR1550091A
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French (fr)
Inventor
Nader Wissam Bou
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/045Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable connecting rod length

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Abstract

Un moteur thermique comprenant : - un bloc (3) moteur pourvu d'au moins un cylindre (4) ; - un piston (5) monté en translation dans le cylindre (4) ; - un axe (7) de transmission de couple ; - un bras (8) solidaire de l'axe (7) perpendiculairement à l'axe (7) ; - une biellette (9) reliant le piston (5) au bras (8) ; - un cavalier (10) monté pivotant sur le bloc (3) moteur et solidaire d'une roue (11) de transmission de puissance, et - une bielle (12) solidaire de l'axe (7) et reliée au cavalier (10) par une tige (13) pour la transmission du mouvement de l'axe (7) à la roue (11), la bielle (12) comprenant une partie (15) femelle solidaire de l'axe (7) et une partie (16) mâle reliée à la tige (13), la partie (16) mâle et la partie (15) femelle étant télescopiques l'une par rapport à l'autre.A heat engine comprising: - a motor block (3) provided with at least one cylinder (4); a piston (5) mounted in translation in the cylinder (4); an axis (7) for transmitting torque; - An arm (8) integral with the axis (7) perpendicular to the axis (7); - a connecting rod (9) connecting the piston (5) to the arm (8); - A jumper (10) pivotally mounted on the block (3) motor and secured to a wheel (11) power transmission, and - a connecting rod (12) integral with the shaft (7) and connected to the jumper (10). ) by a rod (13) for transmitting the movement of the axis (7) to the wheel (11), the connecting rod (12) comprising a female part (15) integral with the axis (7) and a part ( 16) connected to the rod (13), the male part (16) and the female part (15) being telescopic with respect to each other.

Description

MOTEUR À COMBUSTION INTERNE À CYLINDRÉE VARIABLE [0001] L'invention a trait au domaine des moteurs thermiques des véhicules automobiles et plus particulièrement au réglage des moteurs durant leur utilisation. [0002] Durant son utilisation, un véhicule rencontre différentes conditions météorologiques ou de terrain ce qui nécessite, pour un conducteur du véhicule, d'adapter l'allure du véhicule. Un même moteur peut alors être sollicité de manières différentes. Par exemple, par temps sec et sur autoroute, c'est à dire à vitesse sensiblement constante, le moteur est faiblement sollicité. Au contraire, en ville et par conditions défavorables comme par exemple un temps pluvieux, le conducteur doit freiner, accélérer ou même décélérer, sollicitant ainsi fortement le moteur. [0003] De même, une utilisation du véhicule sur des routes sinueuses (présentant des pentes et des descentes) sur lesquelles le véhicule a besoin d'un couple moteur élevé en pente ou faible en descente, nécessite une adaptation du couple en fonction du régime du moteur et de la charge du moteur, ainsi qu'en fonction de la volonté du conducteur d'accélérer par exemple. [0004] Il existe par ailleurs des différences importantes de cylindrée entre les moteurs. Un moteur de grosse cylindrée offre de grandes accélérations et, généralement, une grande vitesse maximale, cependant ce type de moteur est très gourmand en carburant, notamment en ville où le moteur est très sollicité. Un moteur de petite cylindrée offre des accélérations et une vitesse maximale plus faibles qu'un moteur de grosse cylindrée, et est très peu gourmand en ville malgré de fortes sollicitations. Toutefois, un moteur de petite cylindrée sera plutôt plus gourmand qu'un moteur de grosse cylindrée à vitesse élevée sur autoroute. [0005] Les moteurs sont donc généralement conçus pour être utilisés dans des conditions définies. Cependant, il est courant que des véhicules ayant un moteur de grosse cylindrée soient utilisés en ville et que des véhicules ayant un moteur de petite cylindrée soient utilisés sur autoroute. Une utilisation différente de celle pour laquelle le moteur est conçu risque de réduire l'efficacité du moteur, d'augmenter sa consommation de carburant, de rejeter plus de polluants dans l'environnement et, dans le pire des cas, de détruire le moteur. [0006] Il est connu d'utiliser des moteurs de cylindrée moyenne permettant une utilisation mixte, c'est à dire des moteurs ayant une cylindrée suffisamment élevée pour permettre une forte accélération et une grande vitesse maximale en vue d'une utilisation sur autoroute, mais également une cylindrée assez faible offrant une faible consommation de carburant et un faible rejet de polluants, notamment pour une utilisation en ville. [0007] Toutefois, ces moteurs de cylindrée moyenne ne ravissent pas complètement les possesseurs de véhicules. En effet, une cylindrée moyenne n'offre pas, pour certains conducteurs, d'assez bonnes performances mais consomme peu de carburant, alors que pour d'autres conducteurs, une cylindrée moyenne offre de bonnes performances mais consomme trop de carburant. [0008] Les constructeurs ont alors créé des moteurs à cylindrée variable. On entend par moteur à cylindrée variable, un moteur dont la cylindrée évolue durant l'utilisation du véhicule, en fonction des sollicitations du moteur et du besoin de couple pour assurer une vitesse souhaitée par le conducteur ou permettre une accélération également souhaitée par le conducteur. [0009] Le brevet français FR 2 910 545 présente un moteur à cylindrée variable comprenant un bloc pourvu d'un cylindre dans lequel un piston est monté mobile en translation, ce piston étant relié, via une bielle, à une première extrémité d'un basculeur monté pivotant par rapport à un doigt solidaire du bloc, le moteur comprenant, en outre, un vilebrequin pivotant, autour de son propre axe de révolution, par rapport au bloc, ce vilebrequin étant relié à une deuxième extrémité du basculeur par une biellette, le vilebrequin et le cylindre étant de part et d'autre du doigt. Le basculeur comprend un dispositif permettant de régler le centrage du basculeur sur le doigt, le basculeur étant, dans une position nominale, centré sur le doigt, la distance entre chacune des extrémités du basculeur et le doigt étant identique. Ainsi, la distance entre le doigt et chacune des extrémités du basculeur peut varier et influer sur la cylindrée. Par exemple, à partir de la position nominale, la réduction de la distance entre la deuxième extrémité et le doigt permet d'augmenter la course du piston et, par conséquent, la cylindrée et, inversement, l'augmentation de la distance entre la deuxième extrémité et le doigt permet de diminuer la course du piston et, par conséquent, la cylindrée du moteur. [0010] Si ce moteur permet de faire varier sa cylindrée, il n'en reste pas moins contraignant. En effet, le réglage de la position du basculeur sur le doigt se fait par avance ou recul, par rapport au bloc, du basculeur sur le doigt. Ainsi, le réglage du basculeur entraine une augmentation de l'encombrement du moteur dans deux dimensions perpendiculaires l'une à l'autre. [0011] De plus, le réglage ne peut que difficilement se faire lorsque le moteur est en utilisation. En effet, le mouvement du basculeur dans deux directions peut engendrer une contrainte de flambage dans la bielle, cette contrainte pouvant déformer plastiquement la pièce au risque d'impacter le bon fonctionnement du moteur ou, dans le pire des cas, de casser la bielle. [0012] Un premier objectif est de proposer un moteur thermique offrant une variation de sa cylindrée, même en fonctionnement. [0013] Un deuxième objectif est de proposer un moteur thermique à cylindrée variable fiable. [0014] Un troisième objectif est de proposer un moteur thermique à cylindrée variable léger et simple de fabrication. [0015] Un quatrième objectif est de proposer un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique répondant aux objectifs précédents. [0016] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un moteur thermique comprenant : un bloc moteur pourvu d'au moins un cylindre ; un piston monté en translation dans le cylindre ; un axe de transmission de couple ; un bras solidaire de l'axe de transmission perpendiculairement à l'axe de transmission ; une biellette reliant le piston au bras ; un cavalier monté pivotant sur le bloc moteur et solidaire d'une roue de transmission de puissance, et une bielle solidaire de l'axe de transmission et reliée au cavalier par une tige pour la transmission du mouvement de l'axe de transmission à la roue de transmission, la bielle comprenant une partie femelle solidaire de l'axe de transmission et une partie mâle reliée à la tige, la partie mâle et la partie femelle étant télescopiques pour permettre de faire varier la longueur de la bielle de sorte à ajuster la course du piston dans le cylindre et donc, ajuster la cylindrée du moteur. [0017] Le caractère télescopique de la bielle permet de faire varier la cylindrée du moteur, même lorsque celui-ci est en utilisation. En effet, lorsque la cylindrée du moteur est ajustée, seule la bielle est affectée directement par les modifications, ce qui assure une bonne fiabilité du moteur. [0018] Un tel moteur permet, en outre, d'optimiser le rendement thermodynamique, et donc la consommation de carburant, sur toute la plage de fonctionnement du moteur (c'est-à-dire en fonction de n'importe quel couple régime moteur/charge moteur). [0019] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : l'axe de transmission comprend deux demi-axes reliés entre eux par un déphaseur permettant de faire varier le taux de compression du moteur ; la bielle et le bras sont solidarisés à l'axe de transmission au moyen d'une clavette ; la partie mâle et la partie femelle sont mobiles l'une par rapport à l'autre par un moyen hydraulique ou pneumatique ; la partie mâle et la partie femelle sont mobiles l'une par rapport à l'autre par un moyen mécanique ; - la partie mâle et la partie femelle sont mobiles l'une par rapport à l'autre par un moyen électrique ; le bloc moteur comprend au moins deux cylindres recevant chacun un piston, les pistons ayant un mouvement synchronisé ; la bielle et le bras décrivent un mouvement angulaire de même valeur ; le bloc moteur comprend au moins deux cylindres recevant chacun un piston, chaque piston étant relié à un axe de transmission distinct par une biellette et un bras, les axes de transmission étant couplés au moyen de roues dentées engrenées ensemble, l'un des axes de transmission portant, en outre, la bielle reliée à la roue de transmission par la tige et le cavalier. [0020] Il est proposé, en second lieu, un véhicule comprenant un moteur tel que précédemment présenté. [0021] D'autres caractéristiques et avantages de apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la description ci-après de modes de réalisation, laquelle référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective de dessus d'un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique ; la figure 2 est une vue schématique en perspective de automobile l'invention lecture de la est faite en dessous d'un détail du moteur de la figure 1 dans laquelle les pistons sont en position haute ; la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 dans laquelle les pistons sont en position basse ; la figure 4 est une vue en perspective d'une bielle réglable du moteur thermique ; la figure 5 est une vue schématique en perspective de dessus d'un détail d'une variante du moteur de la figure 1 ; la figure 6 est une vue schématique représentant le mouvement d'un système quatre barres du moteur. [0022] Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile muni d'un moteur 2 thermique à combustion interne. Pour des raisons de clarté, les figures 2, 3 et 5 représentent le moteur 2 thermique de façon schématique. [0023] Le moteur 2 comprend un bloc 3 moteur pourvu d'au moins un cylindre 4. Dans l'exemple illustré sur les figures, le bloc 3 moteur est pourvu de deux cylindres 4, cependant il pourrait en comprendre un nombre supérieur. [0024] Ces cylindres 4 sont aptes à recevoir chacun un piston 5, monté en translation entre une position haute (visible sur la figure 2 montrant le moteur 2 en perspective de dessous) dans laquelle les pistons 5 sont situés à proximité d'une surface 6 supérieure du bloc 3 moteur, et une position basse (visible sur la figure 3 montrant également le moteur en perspective de dessous) écartée de la position haute. [0025] Le moteur 2 comprend, en outre, un axe 7 de transmission de couple pivotant par rapport au bloc 3 moteur et, pour chaque piston 5, un bras 8 solidaire de l'axe 7 de transmission, perpendiculairement à l'axe 7 de transmission, et une biellette 9 reliant un piston 5 à un bras 8 [0026] Enfin, le moteur 2 comprend un cavalier 10 solidaire d'une roue 11 de transmission d'une part et monté pivotant sur le bloc 3 moteur d'autre part, une bielle 12 solidaire de l'axe 7 d'une part et reliée au cavalier 10 par l'intermédiaire d'une tige 13 d'autre part, pour transmettre un mouvement de l'axe 7 à la roue 11 de transmission. [0027] La bielle 12, le cavalier 10 et la tige 13 forment un mécanisme communément appelé mécanisme à quatre barres dans lequel trois des barres sont respectivement définies par la bielle 12 le cavalier 10 et la tige 13, la quatrième barre étant une barre fictive définie entre le point de pivot de la bielle 12 par rapport au bloc 3 moteur et le point de pivot du cavalier 10 par rapport au bloc 3 moteur. [0028] Avantageusement, les pistons 5 sont synchronisés l'un avec l'autre de sorte qu'ils transmettent un effort commun à l'axe 7. Toutefois, pour un moteur 2 à quatre temps, les pistons 5 peuvent être chacun dans une phase différente, par exemple admission et détente ou compression et échappement. [0029] Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, les bras 8 et la bielle 12 décrivent un mouvement angulaire de même valeur. [0030] Ainsi, lors du fonctionnement du moteur 2, les pistons 5, via leur mouvement de translation dans les cylindres 4, entrainent les bras 8 qui eux mêmes entrainent l'axe 7. Le mouvement de rotation de l'axe 7 est ensuite transmit au cavalier 10 par l'intermédiaire de la bielle 12 et de la tige 13, le cavalier 10 entrainant alors la roue 11 de transmission. Le mouvement de la roue 11 de transmission est alors envoyé aux roues motrices du véhicule par une courroie et/ou une boîte de vitesse (non représentées sur les figures). [0031] Contrairement à un moteur équipé d'un vilebrequin, l'axe 7 de transmission ne réalise qu'un arc de cercle, les bras 8 et la bielle 12, solidaires de l'axe 7 réalisent également un mouvement d'arc de cercle. Par conséquent, l'encombrement du moteur 2 est plus faible que celui d'un moteur équipé d'un vilebrequin. [0032] Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la bielle 12 et les bras 8 sont solidarisés à l'axe 7 au moyen de clavettes 14. Il en va de même pour la roue 11 de transmission qui est également solidarisée au cavalier 10 au moyen d'une clavette 14. [0033] Ce moteur 2 permet alors de mouvoir le véhicule 1 par transformation d'un mouvement de translation des pistons 5, dû à des combustions dans les cylindres 4 du bloc 3 moteur, en un mouvement de rotation de la roue 11 de transmission, le mouvement de rotation étant alors transmis aux roues motrices du véhicule 1. [0034] Toutefois, ce moteur 2 permet également d'adapter sa cylindrée, c'est à dire le volume défini dans les cylindres 4 entre les pistons 5, lorsque ceux-ci sont en position basse, et une culasse (non représentée) venant recouvrir le bloc 3 moteur. [0035] L'adaptation de la cylindrée du moteur 2 est expliquée à l'aide de la figure 6 qui montre le déplacement de la bielle 12, de la tige 13 et du cavalier 10 entre une position minimale (représentée en traits continus) dans laquelle les pistons 5 sont en position basse et une position maximale (représentée en traits pointillés) dans laquelle les pistons 5 sont en position haute. [0036] Le mécanisme quatre barres est représenté par les lignes L3, L10, L12 et L13 portées chacune respectivement par le bloc 3 moteur, le cavalier 10, la bielle 12 et la tige 13, la ligne L3 étant la barre fictive. [0037] Sur la figure 6, les angles A et B définissent respectivement l'angle maximal et l'angle minimal admis par la bielle 12 par rapport à un plan P fictif. L'angle C définit, quant à lui, le mouvement de la bielle 12 entre ses deux positions extrêmes. [0038] Les anges A, B et C se calculent comme suit : o A = rr-arccos[(L32+L122-(L13+L10)2)/(2*L3*L12)] o B = rr-arccos[(L32+L122-(L13+L10)2)/(2*L3*L12)] o C = A-B [0039] On remarque alors que la valeur des angles A et B est entièrement dépendante de la valeur des longueurs L3, L10, L12 et L13. Ainsi, la variation de l'une des longueurs L3, L10, L12 et L13 permet de faire varier l'angle C qui est la valeur du débattement de la bielle 12 et, par conséquent, la valeur du déplacement des pistons 5 et donc la valeur de la cylindrée du moteur 2. [0040] Avantageusement, il est choisi de ne modifier qu'une seule des longueurs L3, L10, L12 et L13. De préférence, il est choisi de ne modifier que la longueur de la pièce la moins sollicitée mécaniquement. [0041] A cet effet, la bielle 12 comprend deux parties 15, 16 télescopiques à savoir une partie 15 femelle solidaire de l'axe 7 et une partie 16 mâle reliée à la tige 13. [0042] Le mouvement relatif de la partie 15 femelle par rapport à la partie 16 mâle est réalisé, par exemple, par un moyen mécanique, un moyen électrique ou un moyen hydraulique ou pneumatique. La commande du moyen permettant de régler la longueur de la bielle 12 est réalisée par un calculateur (non représenté) qui analyse les sollicitations du moteur 2 pour générer et envoyer un ordre de déploiement ou de repliement à la bielle 12. [0043] Ainsi, lorsque le moteur 2 est fortement sollicité de manière variable, c'est à dire que sa sollicitation évolue rapidement, typiquement lorsque le véhicule 1 est utilisé sur route sinueuse (par exemple autoroute vallonnée ou route montagneuse) ou lorsqu'il tracte une charge telle qu'une remorque, ou lors des changements de vitesse, on a besoin plus de couple et donc une cylindrée plus grande : la bielle 12 est rétrécie pour augmenter son angle de basculement ce qui provoque une augmentation de l'angle de basculement des bras 8 et, donc, une augmentation de la course des pistons 5 dans les cylindres 4. L'augmentation de la course des pistons 5 augmente, par conséquent, la cylindrée du moteur 2. [0044] En revanche, lorsque le moteur 2 est faiblement sollicité, c'est à dire que sa sollicitation évolue faiblement, typiquement lorsque le véhicule 1 est utilisé à faible vitesse stabilisée, le véhicule 1 ayant une allure relativement constante, on a besoin d'un couple moindre et donc une cylindrée plus petite : la bielle 12 est rétrécie pour augmenter son angle de basculement ce qui provoque une augmentation de l'angle de basculement des bras 8 et, donc, une augmentation de la course des pistons 5 dans les cylindres 4. L'augmentation de la course des pistons 5 augmente, par conséquent, la cylindrée du moteur 2. [0045] La figure 4 représente, en traits pointillés, la bielle 12 agrandie et, en traits pleins, la bielle 12 rétrécie, la position nominale n'étant pas représentée. [0046] Comme nous venons de le voir, l'agrandissement et le rétrécissement de la bielle 12 permettent de faire varier la cylindrée du moteur 2 en fonction du besoin. Il en résulte, ainsi, un bon rendement thermodynamique et une diminution de la consommation d'un même moteur 2 utilisé à la fois en ville et sur autoroute. La baisse de consommation influe directement sur le rejet dans l'atmosphère de particules nocives tant pour l'environnement lui même que pour l'Homme. [0047] Selon un mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, le moteur 2 comprend également un déphaseur 17 placé sur l'axe 7. A cet effet, l'axe 7 est constitué de deux demi-axes reliés entre eux par le déphaseur 17, l'un des demi-axes étant solidaire des bras 8 et l'autre demi-axe étant solidaire de la bielle 12. Le déphaseur 17 a pour effet de décaler l'angle de rotation entre les deux demi-axes ce qui permet de modifier le taux de compression dans chaque cylindre 4 pour améliorer le rendement du moteur 2, en complément ou en substitution du réglage de la longueur de la bielle 12. [0048] Avantageusement, le déphaseur 17 est hydraulique, pneumatique, électrique ou mécanique et est piloté, comme le réglage de la longueur de la bielle 12, par un calculateur, le calculateur pouvant être le même que celui pilotant le réglage de la bielle 12. [0049] Sur la figure 5 est représentée une variante du moteur 2 de la figure 1, cette variante comprenant deux pistons 5, deux biellettes 9 deux bras 8 et deux axes 7 de transmission de couple, chacun des axes 7 étant solidaire d'un bras 8. Les axes 7 sont parallèles entre eux et couplés au moyen de roues 18 dentées. [0050] Dans cette variante, l'architecture du système à quatre barres est conservée, la bielle 12 étant solidaire de l'un des axes 7 de transmission de couple. [0051] L'engrenage des axes 7 de transmission nécessite la synchronisation des pistons 5 dans les cylindres 4. Les bras 8 ont un mouvement miroir l'un par rapport à l'autre. Par mouvement miroir on entend que lorsque les pistons 5 sont en position haute, l'un des bras 8 est dirigé vers la surface 6 supérieure du bloc 3 moteur, le second bras 8 est alors également dirigé vers la surface 6 supérieure du bloc 3 moteur. Il en va de même lorsque les pistons 5 sont en position basse, les deux bras sont alors écartés de la surface 6 supérieur du bloc 3 moteur. [0052] Cette variante permet, par rapport à un moteur 1 selon les figures 2 et 3 ayant un nombre de cylindres identique, de réduire la longueur du moteur 2, c'est à dire la taille du moteur 2 suivant la direction d'extension des axes 7, toutefois elle augmente la largeur du moteur 2, c'est à dire la taille du moteur 2 suivant une direction perpendiculaire à la direction d'extension des axes 7. [0053] Le moteur 2 qui vient d'être décrit offre de nombreux 5 avantages. [0054] Premièrement, ce moteur 2 adapte sa cylindrée, optimise son rendement en fonction du régime moteur, de la charge et du besoin du conducteur (vitesse demandée ou accélération demandée) et donc optimise sa consommation de carburant, en fonction de sa sollicitation.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of thermal engines of motor vehicles and more particularly to the adjustment of the engines during their use. During use, a vehicle meets different weather conditions or terrain which requires, for a driver of the vehicle, to adjust the pace of the vehicle. The same motor can then be solicited in different ways. For example, in dry weather and on the highway, that is to say at substantially constant speed, the engine is weakly solicited. On the contrary, in the city and by adverse conditions such as rainy weather, the driver must slow down, accelerate or even decelerate, thus strongly soliciting the engine. Similarly, use of the vehicle on winding roads (with slopes and descents) on which the vehicle needs a high engine torque slope or low downhill, requires an adaptation of the torque depending on the speed motor and engine load, as well as the driver's willingness to accelerate, for example. [0004] There are also significant differences in displacement between the engines. A large displacement engine offers great acceleration and generally a high maximum speed, however this type of engine is very fuel-hungry, especially in cities where the engine is very busy. A small displacement engine offers accelerations and a lower maximum speed than a large engine, and is very greedy in town despite heavy demands. However, a small displacement engine will be more greedy than a large engine at high speed highway. The engines are generally designed to be used in defined conditions. However, it is common for vehicles with a large displacement engine to be used in the city and vehicles with a small displacement engine to be used on the highway. A different use than the one for which the engine is designed may reduce engine efficiency, increase fuel efficiency, release more pollutants into the environment and, in the worst case, destroy the engine. It is known to use medium displacement engines for mixed use, ie engines having a sufficiently high displacement to allow a high acceleration and a high maximum speed for highway use, but also a fairly low engine capacity with low fuel consumption and low pollutant discharge, especially for use in the city. [0007] However, these engines of average displacement do not completely delight the owners of vehicles. Indeed, an average displacement does not offer, for some drivers, quite good performance but consumes little fuel, while for other drivers, a medium displacement offers good performance but consumes too much fuel. The manufacturers then created variable displacement engines. By variable displacement motor is meant a motor whose displacement evolves during the use of the vehicle, depending on the engine loads and the need for torque to ensure a speed desired by the driver or allow acceleration also desired by the driver. French patent FR 2 910 545 discloses a variable displacement motor comprising a block provided with a cylinder in which a piston is mounted to move in translation, this piston being connected, via a connecting rod, to a first end of a tilter pivotally mounted relative to a finger secured to the block, the motor further comprising a pivoting crankshaft, about its own axis of revolution, relative to the block, said crankshaft being connected to a second end of the rocker by a link, the crankshaft and the cylinder being on both sides of the finger. The rocker comprises a device for adjusting the centering of the rocker on the finger, the rocker being, in a nominal position, centered on the finger, the distance between each of the ends of the rocker and the finger being identical. Thus, the distance between the finger and each end of the rocker can vary and affect the displacement. For example, from the nominal position, the reduction in the distance between the second end and the finger makes it possible to increase the stroke of the piston and, consequently, the displacement and, conversely, the increase in the distance between the second end and the finger. end and the finger can reduce the stroke of the piston and, therefore, the engine displacement. If this engine allows to vary its capacity, it remains no less restrictive. Indeed, the adjustment of the position of the rocker on the finger is in advance or back, relative to the block, the rocker on the finger. Thus, the adjustment of the rocker causes an increase in the size of the motor in two dimensions perpendicular to one another. In addition, the adjustment can only be difficult when the engine is in use. Indeed, the movement of the rocker in two directions can generate a buckling constraint in the connecting rod, this stress can plastically deform the part at the risk of impacting the proper operation of the engine or, in the worst case, break the rod. A first objective is to provide a heat engine offering a variation of its displacement, even in operation. A second objective is to provide a reliable variable displacement engine. A third objective is to provide a variable displacement engine lightweight and simple manufacturing. A fourth objective is to provide a motor vehicle equipped with a heat engine meeting the above objectives. For this purpose, it is proposed, in the first place, a heat engine comprising: an engine block provided with at least one cylinder; a piston mounted in translation in the cylinder; a torque transmission axis; an arm integral with the transmission axis perpendicular to the transmission axis; a connecting rod connecting the piston to the arm; a jumper pivotally mounted on the engine block and secured to a power transmission wheel, and a connecting rod secured to the transmission shaft and connected to the rider by a rod for transmitting the movement of the transmission shaft to the wheel transmission, the connecting rod comprising a female part integral with the transmission axis and a male part connected to the rod, the male part and the female part being telescopic to allow the length of the rod to be varied so as to adjust the stroke piston in the cylinder and therefore adjust the engine displacement. The telescopic nature of the rod allows to vary the engine displacement, even when it is in use. Indeed, when the displacement of the engine is adjusted, only the connecting rod is affected directly by the modifications, which ensures a good reliability of the engine. Such a motor allows, in addition, to optimize the thermodynamic efficiency, and therefore the fuel consumption over the entire operating range of the engine (that is to say, according to any torque regime engine / engine load). Various additional features may be provided, alone or in combination: the transmission axis comprises two half-axes interconnected by a phase shifter for varying the compression ratio of the engine; the connecting rod and the arm are secured to the transmission axis by means of a key; the male part and the female part are movable relative to each other by hydraulic or pneumatic means; the male part and the female part are movable relative to each other by mechanical means; - The male part and the female part are movable relative to each other by an electrical means; the engine block comprises at least two cylinders each receiving a piston, the pistons having a synchronized movement; the connecting rod and the arm describe an angular movement of the same value; the engine block comprises at least two cylinders each receiving a piston, each piston being connected to a separate transmission axis by a connecting rod and an arm, the transmission pins being coupled by means of toothed wheels meshing together, one of the axes of transmission carrying, in addition, the connecting rod connected to the transmission wheel by the rod and the rider. It is proposed, secondly, a vehicle comprising a motor as previously presented. Other features and advantages of appear more clearly and concretely to the following description of embodiments, which reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a perspective view from above of a vehicle automobile equipped with a heat engine; Figure 2 is a schematic perspective view of the automobile the invention is read below a detail of the engine of Figure 1 in which the pistons are in the upper position; Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 in which the pistons are in the low position; Figure 4 is a perspective view of an adjustable link of the engine; Figure 5 is a schematic perspective view from above of a detail of a variant of the engine of Figure 1; Figure 6 is a schematic view showing the movement of a four-bar system of the engine. In Figure 1 is shown a vehicle 1 automobile provided with a combustion engine 2 internal combustion. For the sake of clarity, Figures 2, 3 and 5 show the thermal engine 2 schematically. The engine 2 comprises a motor block 3 provided with at least one cylinder 4. In the example shown in the figures, the engine block 3 is provided with two cylinders 4, however it could include a larger number. These cylinders 4 are each adapted to receive a piston 5, mounted in translation between a high position (visible in Figure 2 showing the engine 2 in perspective from below) in which the pistons 5 are located near a surface 6 upper engine block 3, and a low position (visible in Figure 3 also showing the engine in perspective from below) away from the high position. The engine 2 further comprises a pivoting torque transmission axis 7 relative to the engine block 3 and, for each piston 5, an arm 8 secured to the transmission shaft 7, perpendicular to the axis 7. transmission, and a connecting rod 9 connecting a piston 5 to an arm 8 [0026] Finally, the engine 2 comprises a jumper 10 secured to a transmission wheel 11 on the one hand and pivotally mounted on the engine block 3 of other on the other hand, a connecting rod 12 secured to the axis 7 on the one hand and connected to the jumper 10 via a rod 13 on the other hand, to transmit a movement of the axis 7 to the transmission wheel 11. The rod 12, the rider 10 and the rod 13 form a mechanism commonly called four-bar mechanism in which three of the bars are respectively defined by the rod 12 the rider 10 and the rod 13, the fourth bar being a fictitious bar defined between the pivot point of the rod 12 relative to the engine block 3 and the pivot point of the jumper 10 relative to the engine block 3. Advantageously, the pistons 5 are synchronized with each other so that they transmit a common effort to the axis 7. However, for a four-stroke engine 2, the pistons 5 can each be in a different phase, for example admission and relaxation or compression and exhaust. As can be seen in Figures 2 and 3, the arms 8 and the rod 12 describe an angular movement of the same value. Thus, during operation of the engine 2, the pistons 5, via their translational movement in the cylinders 4, cause the arms 8 which themselves lead the axis 7. The rotational movement of the axis 7 is then transmitted to the rider 10 via the connecting rod 12 and the rod 13, the rider 10 then driving the wheel 11 transmission. The movement of the transmission wheel 11 is then sent to the drive wheels of the vehicle by a belt and / or a gearbox (not shown in the figures). Unlike a motor equipped with a crankshaft, the transmission shaft 7 only realizes an arc of a circle, the arms 8 and the connecting rod 12, integral with the axis 7 also perform an arc movement of circle. Consequently, the size of the engine 2 is smaller than that of an engine equipped with a crankshaft. According to the embodiment shown in the figures, the connecting rod 12 and the arms 8 are secured to the axis 7 by means of keys 14. It is the same for the transmission wheel 11 which is also secured to the rider. 10 by means of a key 14. [0033] This engine 2 then allows the vehicle 1 to move by transforming a translational movement of the pistons 5, due to combustion in the cylinders 4 of the engine block 3, in one movement of rotation of the transmission wheel 11, the rotational movement then being transmitted to the driving wheels of the vehicle 1. However, this engine 2 also makes it possible to adapt its displacement, ie the volume defined in the cylinders. 4 between the pistons 5, when they are in the lower position, and a cylinder head (not shown) coming to cover the engine block 3. The adaptation of the displacement of the engine 2 is explained using FIG. 6 which shows the displacement of the connecting rod 12, the rod 13 and the rider 10 between a minimum position (represented in continuous lines) in FIG. which the pistons 5 are in the low position and a maximum position (shown in dotted lines) in which the pistons 5 are in the high position. The four-bar mechanism is represented by the lines L3, L10, L12 and L13 each carried respectively by the engine block 3, the rider 10, the rod 12 and the rod 13, the line L3 being the dummy bar. In Figure 6, the angles A and B respectively define the maximum angle and the minimum angle allowed by the connecting rod 12 relative to a fictitious plane P. The angle C defines, meanwhile, the movement of the connecting rod 12 between its two extreme positions. The angels A, B and C are calculated as follows: o A = rr-arccos [(L32 + L122- (L13 + L10) 2) / (2 * L3 * L12)] o B = rr-arccos [ (L32 + L122- (L13 + L10) 2) / (2 * L3 * L12)] o C = AB [0039] Note that the value of the angles A and B is entirely dependent on the value of the lengths L3, L10 , L12 and L13. Thus, the variation of one of the lengths L3, L10, L12 and L13 makes it possible to vary the angle C which is the value of the deflection of the connecting rod 12 and, consequently, the value of the displacement of the pistons 5 and thus the value of the displacement of the engine 2. [0040] Advantageously, it is chosen to modify only one of the lengths L3, L10, L12 and L13. Preferably, it is chosen to modify only the length of the least mechanically stressed part. For this purpose, the connecting rod 12 comprises two parts 15, 16 telescopic namely a female part 15 secured to the axis 7 and a male part 16 connected to the rod 13. The relative movement of the part 15 female relative to the male part 16 is made, for example, by mechanical means, electrical means or hydraulic or pneumatic means. The control of the means for adjusting the length of the connecting rod 12 is performed by a computer (not shown) which analyzes the stresses of the motor 2 to generate and send a deployment or folding command to the rod 12. [0051] Thus, when the engine 2 is highly stressed in a variable manner, that is to say that its solicitation evolves rapidly, typically when the vehicle 1 is used on winding road (for example hilly highway or mountainous road) or when towing a load such that a trailer, or during gear changes, more torque is needed and therefore a larger displacement: the rod 12 is narrowed to increase its tilt angle which causes an increase in the tilting angle of the arms 8 and therefore, an increase in the stroke of the pistons 5 in the cylinders 4. The increase in the stroke of the pistons 5 increases, therefore, the displacement of the engine 2. [0044] In contrast, when ue the motor 2 is weakly solicited, that is to say that its solicitation evolves weakly, typically when the vehicle 1 is used at low speed stabilized, the vehicle 1 having a relatively constant pace, we need a lower torque and therefore a smaller displacement: the rod 12 is narrowed to increase its tilt angle which causes an increase in the tilting angle of the arms 8 and, therefore, an increase in the stroke of the pistons 5 in the cylinders 4. The increase the stroke of the pistons 5 increases, therefore, the engine displacement 2. [0045] Figure 4 shows, in dashed lines, the enlarged rod 12 and, in solid lines, the rod 12 shrunk, the nominal position being not represented. As we have just seen, the enlargement and narrowing of the connecting rod 12 can vary the displacement of the engine 2 according to the need. This results in a good thermodynamic efficiency and a reduction in the consumption of the same engine 2 used both in the city and on the highway. The drop in consumption directly affects the release into the atmosphere of harmful particles both for the environment itself and for humans. According to an embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the motor 2 also comprises a phase-shifter 17 placed on the axis 7. For this purpose, the axis 7 consists of two half-axes connected to each other by the phase-shifter 17, one of the half-shafts being integral with the arms 8 and the other half-axis being integral with the connecting rod 12. The phase-shifter 17 has the effect of shifting the angle of rotation between the two half-shafts. which makes it possible to modify the compression ratio in each cylinder 4 to improve the efficiency of the engine 2, in addition to or in substitution with the adjustment of the length of the connecting rod 12. Advantageously, the phase-shifter 17 is hydraulic, pneumatic, electric or mechanical and is controlled, as the adjustment of the length of the rod 12, by a computer, the computer can be the same as that controlling the adjustment of the rod 12. [0049] In Figure 5 is shown a variant of the engine 2 of FIG. 1, this variant comprising two istons 5, two links 9 two arms 8 and two axes 7 torque transmission, each of the axes 7 being secured to an arm 8. The axes 7 are parallel to each other and coupled by means of wheels 18 toothed. In this variant, the architecture of the four-bar system is retained, the connecting rod 12 being secured to one of the transmission axes 7 of torque. The gear transmission 7 axes requires the synchronization of the pistons 5 in the cylinders 4. The arms 8 have a mirror movement relative to each other. By mirror movement is meant that when the pistons 5 are in the high position, one of the arms 8 is directed towards the upper surface 6 of the engine block 3, the second arm 8 is then also directed towards the upper surface 6 of the engine block 3 . It is the same when the pistons 5 are in the low position, the two arms are then spaced from the upper surface 6 of the engine block 3. This variant allows, with respect to a motor 1 according to Figures 2 and 3 having an identical number of cylinders, to reduce the length of the motor 2, ie the size of the motor 2 according to the direction of extension 7, however it increases the width of the motor 2, that is to say the size of the motor 2 in a direction perpendicular to the direction of extension of the axes 7. The engine 2 which has just been described offers many 5 advantages. First, this engine 2 adapts its displacement, optimizes its performance as a function of the engine speed, the load and the need of the driver (requested speed or requested acceleration) and thus optimizes its fuel consumption, depending on its solicitation.

10 Ainsi, la consommation de carburant du moteur 2 est réduite pour une utilisation mixte (ville et autoroute) par rapport à la consommation de carburant d'un moteur à cylindrée fixe ayant également une utilisation mixte (ville et autoroute). Cette réduction de la consommation de carburant implique également une réduction du rejet de polluants dans 15 l'environnement. [0055] Deuxièmement, ce moteur 2 présente un encombrement réduit par rapport à un moteur "classique", c'est à dire un moteur pourvu d'un vilebrequin. En effet, le vilebrequin des moteurs "classiques" est positionné en dessous des pistons 5 et réalise un mouvement 20 cylindrique complet au contraire des bras 8 et de la bielle 12 du présent moteur 2 qui ne réalisent qu'un mouvement d'arc de cercle. L'absence de vilebrequin permet également d'alléger le moteur 2 au bénéfice du poids général du véhicule 1 et donc également de sa consommation étant donné que le moteur 2 est utilisé pour déplacer une charge moins 25 importante. [0056] La diminution du poids du moteur 2 ainsi que la réduction de son encombrement permettent de baisser le centre de gravité d'un groupe motopropulseur incluant le moteur 2, au bénéfice d'une meilleure tenue de route du véhicule 1, et également, de réduire 30 l'encombrement général du groupe motopropulseur permettant d'augmenter les possibilités stylistiques pour rendre le véhicule 1 plus séduisant aux yeux des consommateurs. [0057] Troisièmement, ce moteur 2 est plus simple de fabrication qu'un moteur "classique". En effet, le moteur 2 ne comprend pas de 35 pièce complexe telle qu'un vilebrequin, les bras 8 et la bielle 12 peuvent présenter une géométrie simple et l'axe 7 ou les axes 7 de transmission peuvent être des barres pourvues de rainures pour l'insertion des clavettes 14. [0058] Enfin, ce moteur 2 présente une bonne fiabilité, les différents composants ayant un mouvement limité permettant de réduire le 5 frottement des pièces les unes avec les autres, notamment le frottement des pistons 5 dans les cylindres 4.Thus, the fuel consumption of the engine 2 is reduced for mixed use (city and highway) with respect to the fuel consumption of a fixed displacement engine which also has a mixed use (city and highway). This reduction in fuel consumption also involves a reduction in the release of pollutants into the environment. Secondly, this engine 2 has a smaller footprint compared to a "conventional" engine, that is to say a motor provided with a crankshaft. Indeed, the crankshaft of the "conventional" engines is positioned below the pistons 5 and performs a complete cylindrical movement 20 contrary to the arms 8 and the rod 12 of the present engine 2 which only perform a circular arc movement . The absence of a crankshaft also makes it possible to lighten the engine 2 in favor of the general weight of the vehicle 1 and thus also its consumption since the engine 2 is used to move a less important load. The reduction in the weight of the engine 2 and the reduction in its size reduce the center of gravity of a powertrain including the engine 2, to the benefit of better handling of the vehicle 1, and also, to reduce the overall size of the powertrain to increase the stylistic possibilities to make the vehicle 1 more attractive to consumers. Third, this engine 2 is easier to manufacture than a "conventional" engine. Indeed, the engine 2 does not include a complex part such as a crankshaft, the arms 8 and the rod 12 may have a simple geometry and the axis 7 or the transmission axes 7 may be bars provided with grooves for the insertion of the keys 14. [0058] Finally, this engine 2 has good reliability, the various components having a limited movement to reduce the friction of the parts with each other, including the friction of the pistons 5 in the cylinders 4.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Moteur (2) thermique comprenant : un bloc (3) moteur pourvu d'au moins un cylindre (4) ; un piston (5) monté en translation dans le cylindre (4) ; un axe (7) de transmission de couple ; un bras (8) solidaire de l'axe (7) transmission perpendiculairement à l'axe (7) de transmission ; une biellette (9) reliant le piston (5) au bras (8) ; - un cavalier (10) monté pivotant sur le bloc (3) moteur et solidaire d'une roue (11) de transmission de puissance, et une bielle (12) solidaire de l'axe (7) de transmission et reliée au cavalier (10) par une tige (13) pour la transmission du mouvement de l'axe (7) de transmission à la roue (11) de transmission, caractérisé en ce que la bielle (12) comprend une partie (15) femelle solidaire de l'axe (7) de transmission et une partie (16) mâle reliée à la tige (13), la partie (16) mâle et la partie (15) femelle étant télescopiques pour permettre de faire varier la longueur de la bielle (12) de sorte à ajuster la course du piston (5) dans le cylindre (4) et donc, ajuster la cylindrée du moteur (2).REVENDICATIONS1. A thermal engine (2) comprising: a motor block (3) provided with at least one cylinder (4); a piston (5) mounted in translation in the cylinder (4); an axis (7) for transmitting torque; an arm (8) integral with the axis (7) transmission perpendicular to the axis (7) of transmission; a link (9) connecting the piston (5) to the arm (8); - a jumper (10) pivotally mounted on the block (3) motor and secured to a wheel (11) power transmission, and a connecting rod (12) integral with the axis (7) of transmission and connected to the jumper ( 10) by a rod (13) for transmitting the movement of the transmission shaft (7) to the transmission wheel (11), characterized in that the connecting rod (12) comprises a female part (15) integral with the transmission transmission pin (7) and a male part (16) connected to the rod (13), the male part (16) and the female part (15) being telescopic to allow the length of the connecting rod (12) to be varied so as to adjust the stroke of the piston (5) in the cylinder (4) and thus adjust the engine displacement (2). 2. Moteur (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (7) de transmission comprend deux demi-axes reliés entre eux par un déphaseur (17) permettant de faire varier le taux de compression du moteur (2).2. Motor (2) according to claim 1, characterized in that the axis (7) of transmission comprises two half-axes connected together by a phase shifter (17) for varying the compression ratio of the engine (2) . 3. Moteur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bielle (12) et le bras (8) sont solidarisés à l'axe (7) de transmission au moyen d'une clavette (14).3. Motor (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the rod (12) and the arm (8) are secured to the axis (7) of transmission by means of a key (14). . 4. Moteur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie (16) mâle et la partie (15) femelle sont mobiles l'une par rapport à l'autre par un moyen hydraulique ou pneumatique. 354. Motor (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the portion (16) male and the portion (15) female are movable relative to each other by a hydraulic or pneumatic means. 35 5. Moteur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie (16) mâle et la partie (15) femelle sontmobiles l'une par rapport à l'autre par un moyen mécanique.5. Motor (2) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the portion (16) male and the portion (15) female are movable relative to each other by mechanical means. 6. Moteur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie (16) mâle et la partie (15) femelle sont mobiles l'une par rapport à l'autre par un moyen électrique.6. Motor (2) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the portion (16) male and the portion (15) female are movable relative to each other by an electrical means. 7. Moteur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc (3) moteur comprend au moins deux cylindres (4) recevant chacun un piston (5), les pistons (5) ayant un mouvement synchronisé.7. Motor (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the block (3) engine comprises at least two cylinders (4) each receiving a piston (5), the pistons (5) having a synchronized movement . 8. Moteur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bielle (12) et le bras (8) décrivent un mouvement angulaire de même valeur.8. Motor (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the rod (12) and the arm (8) describe an angular movement of the same value. 9. Moteur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le bloc (3) moteur comprend au moins deux cylindres (4) recevant chacun un piston (5), chaque piston (5) étant relié à un axe (7) de transmission distinct par une biellette (9) et un bras (8), les axes (7) de transmission étant couplés au moyen de roues (18) dentées engrenées ensemble, l'un des axes (7) de transmission portant, en outre, la bielle (12) reliée à la roue (11) de transmission par la tige (13) et le cavalier (10).9. Motor (2) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the block (3) motor comprises at least two cylinders (4) each receiving a piston (5), each piston (5) being connected to a separate transmission shaft (7) by a connecting rod (9) and an arm (8), the transmission shafts (7) being coupled by means of toothed wheels (18) meshing together, one of the shafts (7). transmission further carrying the connecting rod (12) connected to the transmission wheel (11) by the rod (13) and the rider (10). 10. Véhicule (1) automobile comprenant un moteur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes.10. Vehicle (1) automobile comprising a motor (2) according to any one of the preceding claims.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2001071159A1 (en) * 2000-03-17 2001-09-27 FRONIUS, Günter Engine, especially internal combustion engine
WO2004061270A1 (en) * 2003-01-02 2004-07-22 Scalzo Automotive Research Pty Ltd. Mechanism for internal combustion piston engines

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