3 3 8 3 4 1 La présente invention concerne un nouveau mode de fonctionnement des moteurs thermiques permettant d'optimiser leurs performances tout en diminuant 5 leur consommation de carburant et les rejets polluant. Dans un moteur thermique ,le mouvement final est obtenu par la poussée sur un piston d'un mélange gazeux préalablement compressé dont on a déclenché l'explosion à un instant défini. 10 Plus la compression sera importante, meilleure sera la détente ( phase moteur), cependant ,cette compression engendrant un échauffement important et immédiat de l'air utilisé, celle-ci crée elle même ses propres limites d'utilisation , à savoir : l'effet « cliquetis » qui , à partir d'une certaine valeur, enflamme le mélange gazeux à des instants inopportuns, déclenchant l'explosion 15 de manière intempestive, de même que les moteurs dits à quatre temps et encore plus ceux à deux ou cinq temps n'arrivent pas à évacuer la totalité des gaz brulés dans leur phase « d'échappement » ce qui nuit à leur rendement. Le mode de fonctionnement de la présente invention permet de remédier à ces 20 deux problèmes tout en supportant des explosions beaucoup plus puissantes et en permettant le dosage exact de la compression souhaitée et donc de l'adapter aux besoins instantanés du moteur et à toutes sortes de carburant. Il se décompose en effet selon une première caractéristique de un ou 25 plusieurs « modules » comportant une chambre de compression/explosion (20) statique ( équipés en interne d'un injecteur à carburant ainsi que d'un système d'allumage) alimentée en air compressé par un ensemble cylindre/piston ( 1 et 2) et communiquant avec un ensemble cylindre/piston de détente ( 3 et 4) de volume très inférieur au cylindre ( 1 ). 30 Cette chambre se décompose de deux « culasses » de matière métallique ou céramique ( 22 ) supérieure et inférieure ( 27 ) réunies par un joint et boulonnées entre elles et présentant une ouverture d' « admission « en haut ainsi que d'une autre ouverture en bas destinée à canaliser, après la phase de compression, le flux de l'explosion du mélange air/carburant vers le cylindre de détente ( 3 ), 35 ces deux ouvertures étant ouvertes ou fermées à la demande par leur soupape respectives ( 13 et 18). Cette chambre de compression/explosion est indépendante du rets du moteur avec lequel elle communique par l'intermédiaire de soupape ou clapet 5 13) en amont avec son cylindre d'admission/compression d'air ( 1) et en aval par 40 l'intermédiaire d'une autre soupape ou clapet ( 18) avec le cylindre de détente ( 3 ) Tous les pistons de chaque cylindre sont reliés par l'intermédiaire d'une bielle au même vilebrequin, si bien qu'ils effectuent solidairement leur mouvement alternatif de haut en bas en même temps de façon que lorsque le piston de 45 compression ( 2) remonte et comprime l'air dans la chambre de compression/explosion 3033834 2 piston de détente (4) expulse simultanément les gaz brulés et que lorsqu'i redescend en phase d'admission, il se produit en même temps la phase d'explosion dans la chambre de compression/explosion et la phase de détente dans le cylindre de détente (3) si bien que le moteur assure ses quatre temps en un seul tour de vilebrequin. Selon une deuxième caractéristique , la chambre de compression est équipée d'un support interne central (19) relié à chacune de ses extrémités à la soupape 10 d'admission en amont (13) et de sa soupape d'explosion (18) en aval. Ce support est commandé via sa tige et guide (21) de l'extérieur par « came » ou système électromagnétique ou tout autre mode actionnant son mouvement alternatif peut adopter trois positions remarquables différentes : -haute ( soupape admission (13) fermée et soupape explosion (18) ouverte) 15 -basse ( soupape admission (13) ouverte et soupape explosion (18) fermée ) -intermédiaire ( les deux soupapes entrouvertes) cette position permettant, à la remontée des pistons dans un premier temps et dans un laps de temps court l'évacuation totale des gaz brulés. Pour une meilleure fluidité du mélange gazeux, il est recommandé que la forme 20 de ce support (19) se rapproche de celui de la « goutte d'eau » (19) permettant d'optimiser l'expulsion du mélange en phase d'explosion en profitant de « l'effet Coanda » ainsi que la soupape de détente (18) doit être de diamètre supérieur à Celle d'admission (13) . 25 Selon un mode particulier de réalisation , ce support peut contenir en lui-même le système d'injection directe (24) du carburant de façon à homogénéiser son mélange avec l'air, ainsi que le système d'allumage (25) et assurer ainsi un allumage réparti dans toute la chambre de compression/explosion et une meilleure explosion du mélange air/carburant. 30 Selon un autre mode particulier de réalisation , ce même support peut contenir en interne et donc à l'intérieur de la chambre de compression/explosion des capteurs (26) de pression, de température et de toutes autres informations propres à gérer les différents paramètres du fonctionnement du moteur. Selon des modes particuliers de réalisation ,plusieurs chambre compression/explosion 35 peuvent déboucher simultanément dans le même cylindre de détente et libérer ainsi une puissance très supérieure sans pour autant que la limite acceptable de compression ne soit dépassée dans aucune des chambres de compression/explosion. Les ensembles cylindre/pistons d'air frais extérieur munis d'une ou plusieurs Soupape d'admission sont de volume très supérieur à celui de détente de façon à 40 être capable d'alimenter en air frais compressé la chambre de compression/explosion et une fois la compression désirée atteinte, régulée par la soupape de surpression (10) de dériver le surplus vers l'extérieur par les canaux ( 16 et 17) d'une part vers un stockage d'air comprimé (que l'on pourra utiliser à la demande pour alimenter le système de mise en veille et de redémarrage (connu sous le nom de start 45 and go) ou comme « renfort » de puissance immédiate en cas de besoin, le reste étant 3033834 3 dirigé vers l'extérieur ou servant de refroidissement à des pièces moteur. Les cylindres d'admission sont équipés de leur soupape d'air frais extérieur (6) 5 et les tubulures (7) qui les relient à la chambre de compression/explosion sont équipés de clapet « antiretour » (8) à la sortie du cylindre et avant la soupape (13) d'admission de la chambre de compression/explosion. Le cylindre de détente est quand à lui équipé de sa ou ses propres soupapes D'échappement (15).The present invention relates to a new mode of operation of heat engines to optimize their performance while reducing their fuel consumption and polluting emissions. In a heat engine, the final movement is obtained by the thrust on a piston of a gas mixture previously compressed which was triggered the explosion at a defined time. 10 The greater the compression, the better the expansion (motor phase), however, this compression generating a significant and immediate heating of the air used, it itself creates its own limits of use, namely: the "knocking" effect which, from a certain value, ignites the gaseous mixture at inconvenient times, triggering the explosion 15 inadvertently, as well as so-called four-stroke engines and even more those with two or five-stroke do not manage to evacuate all the burnt gases in their "exhaust" phase, which affects their efficiency. The mode of operation of the present invention overcomes these two problems while supporting much more powerful explosions and allowing exact dosing of the desired compression and thus adapting it to the instantaneous needs of the engine and all kinds of fuel. It is broken down according to a first characteristic of one or more "modules" comprising a static compression / explosion chamber (20) (internally equipped with a fuel injector as well as an ignition system) fed with air compressed by a cylinder / piston assembly (1 and 2) and communicating with a cylinder / piston expansion unit (3 and 4) of volume much lower than the cylinder (1). This chamber is divided into two "heads" of upper or lower metallic or ceramic material (22) joined together by a joint and bolted together and having an "inlet" opening at the top and another opening. at the bottom for channeling, after the compression phase, the flow of the explosion of the air / fuel mixture towards the expansion cylinder (3), these two openings being opened or closed on demand by their respective valves (13 and 18). This compression / explosion chamber is independent of the net of the engine with which it communicates via valve or valve 5 13) upstream with its intake / compression air cylinder (1) and downstream by 40 intermediate of another valve or valve (18) with the expansion cylinder (3) All the pistons of each cylinder are connected by means of a connecting rod to the same crankshaft, so that they jointly effect their reciprocating movement of upside down at the same time so that when the compression piston (2) rises and compresses the air in the compression / explosion chamber 3033834 2 expansion piston (4) simultaneously expels the burned gases and that when it goes down again in the intake phase, the explosion phase in the compression / explosion chamber and the expansion phase in the expansion cylinder (3) simultaneously occur, so that the engine delivers its four stages in a single turn crankshaft. According to a second characteristic, the compression chamber is equipped with a central internal support (19) connected at each of its ends to the inlet valve 10 upstream (13) and its explosion valve (18) downstream . This support is controlled via its rod and guide (21) from the outside by "cam" or electromagnetic system or any other mode operating its reciprocating movement can adopt three different remarkable positions: -High (inlet valve (13) closed and explosion valve (18) open) 15 -basse (admission valve (13) open and explosion valve (18) closed) -intermediaire (the two valves ajar) this position allowing, the recovery of the pistons at first and in a period of time runs the total evacuation of the burnt gases. For a better fluidity of the gas mixture, it is recommended that the form 20 of this support (19) approaches that of the "drop of water" (19) to optimize the expulsion of the mixture in the explosion phase taking advantage of the "Coanda effect" as well as the expansion valve (18) must be greater in diameter than the inlet valve (13). According to a particular embodiment, this support can contain in itself the direct injection system (24) of the fuel so as to homogenize its mixture with the air, as well as the ignition system (25) and ensure thus an ignition distributed throughout the compression / explosion chamber and a better explosion of the air / fuel mixture. According to another particular embodiment, this same support can contain internally and therefore inside the compression / explosion chamber sensors (26) pressure, temperature and other information specific to manage the various parameters engine operation. According to particular embodiments, several compression / explosion chambers 35 can emerge simultaneously in the same expansion cylinder and thus release a much higher power without the acceptable compression limit being exceeded in any of the compression / explosion chambers. The cylinders / pistons assemblies of fresh external air equipped with one or more Intake Valves have a volume much greater than that of expansion so as to be able to supply fresh compressed air to the compression / explosion chamber and to when the desired compression reached, regulated by the pressure relief valve (10) to divert the surplus to the outside through the channels (16 and 17) on the one hand to a storage of compressed air (which can be used to the request to power the system of standby and restart (known as start 45 and go) or as "reinforcement" of immediate power when needed, the rest being 3033834 3 directed to the outside or serving as The intake cylinders are equipped with their external fresh air valve (6) 5 and the pipes (7) which connect them to the compression / explosion chamber are equipped with a check valve (8). ) at the exit of the cylinder and before the inlet valve (13) of the compression / explosion chamber. The expansion cylinder is equipped with its own or its own exhaust valves (15).
Ces ensembles cylindre/pistons (1 et 2) d'admission de volume important assurent de plus, en fonction du choix des positions des soupape un frein moteur très supérieur aux moteurs existant tout en diminuant sensiblement la consommation de carburant puisque dans les conditions d'utilisation des véhicules en mode « laisser aller » de décélération et de freinage, il est alors possible de couper totalement l'arrivée de carburant ainsi que l'allumage. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en coupe un ensemble complet simple d'un module La figure 2 représente un schéma d'un ensemble de double alimentation la figure 3 représente un schéma en coupe d'un support interne des soupapes de la chambre de compression/explosion. La figure 4 représente une coupe de l'ensemble : chambre compression/explosion + support interne des soupapes et détail.These cylinder / piston units (1 and 2) intake of large volume ensure more, depending on the choice of valve positions engine brake far superior to existing engines while significantly reducing fuel consumption since under the conditions of use of vehicles in "let go" mode of deceleration and braking, it is then possible to completely cut the fuel supply and ignition. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 represents in section a simple complete assembly of a module FIG. 2 represents a diagram of a dual feed assembly FIG. 3 represents a sectional diagram of an internal support of the valves the compression / explosion chamber. FIG. 4 represents a cross section of the assembly: compression / explosion chamber + internal support of the valves and detail.
3033834 4 En référence à ces dessins, l'ensemble moteur comporte : 1 - cylindre admission/compression 5 2 -piston admission compression 3 - cylindre détente 4 - piston détente 5 - tubulure acheminement air frais 6 - soupape air frais 10 7 - tubulure canalisation air en compression 8 - clapets anti retour 9- guide tige support chambre de compression/explosion 10- soupape surpression 15 13- soupape entrée chambre de compression/explosion 14- tubulure échappement gaz brulés 15- soupape échappement gaz brulés 16 - évacuation air frais en plus 20 17- évacuation surplus air compressé vers tank à air comprimé 18-soupape communication chambre de compression/cylindre détente 19- support soupapes chambre de compression 20- chambre de compression/explosion 21- tige et guide support soupapes chambre de compression/explosion 22- culasse supérieure chambre de compression/explosion 24- option injecteurs internes 25- option allumages internes 30 26- option capteurs internes 27 culasse inférieure chambre de compression/explosion 3033834 5 Dans la forme de réalisation selon la figure 1, la chambre de compression/explosion(2) De structure soit métallique soit céramique reçoit en amont l'air frais compressé 5 par le piston (2) du cylindre (1) et régulé par la soupape de surpression (10) par l'intermédiaire de la soupape (13) ouverte pendant la montée du piston (2) alors que la soupape de communication (18) est fermée, les soupapes 13 et 18 étant fixées de part et d'autre du support intérieur central (figure 4) qui commande leur positions, 10 lui-même actionné par l'intermédiaire de sa tige (21) par une came ou un système électromagnétique. Lorsque la compression atteint le niveau désiré ( contrôlé par les capteurs Internes à la chambre) la soupape 13 se ferme, l'injecteur pulvérise La quantité de carburant nécessaire et la bougie provoque l'allumage du 15 mélange pendant que la soupape de communication (18) s'ouvre et que l'explosion provoque la descente simultanée de tous les pistons ( 2 et 4) et que la soupape (6) se rouvre. A la remontée des pistons, pendant un bref instant, soupape (6) fermée, Soupape 15 d'échappement ouverte, les soupapes 13 et 18 restent 20 entrouvertes permettant ainsi le « nettoyage » complet de la chambre de compression/ explosion, puis la soupape 18 se referme, soupape 13 ouverte et le cycle recommence alors que le vilebrequin n'a fait qu'un seul tour.Referring to these drawings, the engine assembly comprises: 1 - intake / compression cylinder 5 2 - intake compression piston 3 - expansion cylinder 4 - expansion piston 5 - fresh air supply pipe 6 - fresh air valve 10 7 - pipe connection compressed air 8 - check valves 9- guide rod support chamber for compression / explosion 10- overpressure valve 15 13- inlet valve compression / explosion chamber 14- exhaust pipe burnt gas 15- exhaust valve gas burned 16 - fresh air exhaust in plus 20 17- compressed air surplus discharge to compressed air tank 18-valve communication compression chamber / expansion cylinder 19- support valves compression chamber 20- compression / explosion chamber 21- stem and guide support valves compression chamber / explosion 22 - upper cylinder head compression chamber / explosion 24- option internal injectors 25- optional internal ignitions 30 26- option internal sensors 27 cylinder head lower compression / explosion chamber 3033834 5 In the embodiment according to Figure 1, the compression chamber / explosion (2) structure is metallic or ceramic receives upstream fresh air compressed by the piston 5 (2) of the cylinder (1) and regulated by the pressure relief valve (10) through the valve (13) open during the rise of the piston (2) while the communication valve (18) is closed, the valves 13 and 18 being fixed on either side of the central inner support (FIG. 4) which controls their positions, itself actuated by means of its rod (21) by a cam or an electromagnetic system. When the compression reaches the desired level (controlled by the sensors internal to the chamber) the valve 13 closes, the injector sprays the required amount of fuel and the spark plug ignites the mixture while the communication valve (18 ) opens and the explosion causes the simultaneous descent of all the pistons (2 and 4) and that the valve (6) reopens. At the raising of the pistons, for a short time, valve (6) closed, valve 15 exhaust open, the valves 13 and 18 remain 20 ajar allowing the "cleaning" of the entire chamber compression / explosion, then the valve 18 closes, valve 13 open and the cycle starts again while the crankshaft has only one turn.
25 Application industrielle : cette invention réalisable industriellement permet de fabriquer des ensembles moteurs qui remplacent avantageusement les moteurs thermiques actuels. 5Industrial Application: this industrially feasible invention makes it possible to manufacture motor assemblies which advantageously replace the current thermal engines. 5