FR3079876A1 - Moteur multi-carburants a cylindree variable et autoalimentation complementaire, denomme "self fuel" et procede associes - Google Patents

Moteur multi-carburants a cylindree variable et autoalimentation complementaire, denomme "self fuel" et procede associes Download PDF

Info

Publication number
FR3079876A1
FR3079876A1 FR1800315A FR1800315A FR3079876A1 FR 3079876 A1 FR3079876 A1 FR 3079876A1 FR 1800315 A FR1800315 A FR 1800315A FR 1800315 A FR1800315 A FR 1800315A FR 3079876 A1 FR3079876 A1 FR 3079876A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
displacement
fuel
engine
variation
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1800315A
Other languages
English (en)
Inventor
Patrice Christian Philippe Charles Chevalier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR1800315A priority Critical patent/FR3079876A1/fr
Publication of FR3079876A1 publication Critical patent/FR3079876A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/04—Varying compression ratio by alteration of volume of compression space without changing piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • F02B69/02—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/041—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of cylinder or cylinderhead positioning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0652—Biofuels, e.g. plant oils
    • F02D19/0655—Biofuels, e.g. plant oils at least one fuel being an alcohol, e.g. ethanol
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/084—Blends of gasoline and alcohols, e.g. E85
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

L'invention concerne un moteur thermique ayant la capacité à fonctionner avec différents carburants, purs ou en mélange, et d'adapter au niveau de chaque cylindre et en fonction du type de carburant utilisé, le taux de compression et la quantité de carburant introduite, étant précisé que les principaux carburants utilisables purs ou en mélange sont l'essence, l'éthanol et l'hydrogène. L'une des autres caractéristiques avantageuses dudit moteur est sa capacité à autoproduire par électrolyse haute température de l'hydrogène et de l'oxygène; étant précisé que l'oxygène produit par le moteur permet l'amélioration de la combustion. Pour renforcer le niveau de l'énergie électrique nécessaire à ladite électrolyse, l'invention tire avantageusement profit de deux ressources énergétiques qui sont habituellement inutilisées, à savoir la chaleur dégagée par les combustions/explosions et les énergies cinétiques généralement "perdues" en freinage et/ou en amortissement; en effet l'invention est équipée d'un dispositif innovant amortisseur/générateur, en complément de dispositifs de génération électrique déjà connus comme les turbogénérateurs ou les freins électromagnétiques. L'invention permet donc de considérablement améliorer le niveau d'autonomie, voire, dans les pays où la législation l'autorise, de réduire considérablement le recours aux infrastructures de distribution pour assurer l'approvisionnement en carburant dudit moteur, par apport d'hydrogène et/ou d'éthanol provenant de sources extérieures, domestiques ou autres, renouvelables ou non.

Description

MOTEUR MULTI-CARBURANTS A CYLINDRÉE VARIABLE ET AUTOALIMENTATION COMPLÉMENTAIRE, DÉNOMMÉ SELF FUEL, ET PROCÉDÉS ASSOCIÉS.
INTRODUCTION
Les conséquences de plus en plus tangibles du réchauffement climatique et la dégradation indiscutable des conditions de vie incitent de plus en plus les pays développés mais aussi de ceux dits en cours de développement, à mettre en place des mesures pour un monde plus propre; parmi ces mesures, figure la limitation, voir l'interdiction dans certains contextes critiques, de l'utilisation des moteurs diesel. Parmi les alternatives, la plupart des constructeurs automobiles misent sur des solutions tout-électriques et/ou hybride essentiellement constituées de moteur thermique associé à des moteurs électriques alimentés par batteries ou piles à combustible utilisant de l'hydrogène; mais compte tenu des quantités importantes de métaux rares utilisés dans ces différentes technologies, mais également tout simplement du bilan écologique global des batteries, il y a de la place pour d'autres types de motorisation propre comme celui faisant l'objet de la présente invention utilisant de l'hydrogène et de l'éthanol.
Concernant l'éthanol il est depuis longtemps utilisé pur ou en mélange depuis de nombreuses années dans plusieurs pays.
En ce qui concerne l'hydrogène, un grand constructeur automobile germanique a il y a environ deux décennies développé un prototype de moteur à hydrogène pour son haut de gamme, mais en a abandonné la mise sur le marché principalement pour des raisons de manque de puissance, difficultés qui venaient s'ajouter à celles de la production, du stockage, et de la distribution de l'hydrogène.
Depuis plusieurs décennies, des inventeurs plus ou moins inspirés, - comme Pantone qui a par ailleurs déposé un brevet -, ont proposé des moteurs ou des dispositifs qualifiés de moteurs à eau qui souvent n'ont pas pu aboutir à l'époque de leur proposition très souvent moins pour des raisons théoriques que pour des difficultés de construction et de mise au point de prototype permettant d'obtenir des résultats probants.
Depuis ces époques, de nombreux progrès techniques ont été réalisées notamment pour produire à partir d'eau de l'hydrogène, voire de l'éthanol, et la remise en cause du diésel pour sa pollution ouvre de nouvelles opportunités pour des solutions décarbonnées, comme celle faisant l'objet de la présente invention Aujourd'hui des progrès très significatifs pour produire ces nouveaux carburants ont été obtenus, notamment rendant possible la production d'hydrogène par électrolyse à haute température grâce à la chaleur dégagée par les gaz d'échappement.
Par ailleurs et pour permettre l'utilisation de plusieurs carburants, plusieurs technologies permettant de faire varier le taux de compression ont par ailleurs vu le jour récemment, rendant ainsi plus aisé ledit fonctionnement multi-carburants.
C'est sur ces progrès que s'appuie l'invention ici présentée, en proposant différents dispositifs permettant l'alimentation du moteur par de l'essence pure ou mélangée à de l'éthanol telle que disponible dans le réseau de distribution, et d'ajouter comme carburant utilisable de l'hydrogène produit par le moteur, et de compléter la part d'éthanol en provenance de production domestique, de manière à avantageusement rendre ledit moteur plus propre.
Concernant l'hydrogène, sa production, son stockage et sa distribution, de nombreux procès ont également été réalisés compte-tenu de sa montée en utilisation dans le domaine des transports, notamment grâce à la grande diffusion des piles l'utilisant comme combustible pour les véhicules électriques.
L'hydrogène est donc devenu récemment un carburant crédible et économiquement soutenable; et sa production par électrolyse à haute température a fait l'objet de nombreuses réalisations, notamment en 10 France sous l'impulsion des chercheurs du Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA).
Cependant et pour sa production en utilisant la chaleur dégagée par un moteur thermique, plusieurs difficultés restaient à aplanir, et principalement la quantité d'énergie électrique nécessaire à l'électrolyse. Pour résoudre cette dernière difficulté l'invention ici présentée prévoit d'augmenter la puissance électrique usuellement fournie en la renforçant au moyen de dispositifs connus, alternateurs, turbo générateurs, freins 15 électromagnétiques, ou d'autres moyens de freinage par récupération d'énergie plus novateurs, et d'y adjoindre de nouvelles capacités utilisant l'énergie cinétique habituellement dissipée en pure perte par les installations ressorts/amortisseurs classiques; étant précisé que dans l'invention ici présentée ladite énergie est récupérée par des dispositifs piézo-électriques venant charger tout dispositif de stockage, par exemple des condensateurs à graphène à haute capacité.
D'autre part, grâce à l'adjonction optionnelle de résistances électriques, et/ou lorsque le moteur est à l'arrêt mais encore chaud, l'invention ici présentée permet la production de l'hydrogène et de l'oxygène en utilisant des sources électriques extérieures, comme les bornes de recharge pour véhicule électrique/hybride, ou encore des systèmes de route électrifiée comme celui ayant fait l'objet du brevet FR 1402747 B1du même auteur.
Concernant l'éthanol il est distribué en France sous forme de mélange avec de l'essence dans différents taux de concentration, et l'invention ici présentée ouvre la possibilité d'augmenter cette concentration par ajout d'éthanol obtenu à partir de biomasse ou de recyclage de dioxyde de carbone.
Par ailleurs, l'utilisation simultanée de différents carburants comme proposée ici soulève un certain nombre de difficultés potentielles et nécessite des dispositifs spécifiques au niveau principalement de l'injection et 30 du taux de compression. En effet, les taux de compression optimaux pour obtenir le meilleur rendement des différents types de carburant ici mentionnés -essence, éthanol et hydrogène-, ne sont pas identiques; pour résoudre cette difficulté, l'invention ici présentée comporte un dispositif innovant de variabilité du taux de compression individualisé au niveau de chaque cylindre, ladite variation étant comme il sera détaillé infra obtenue par réduction du volume disponible dans la partie supérieure de la chambre de combustion, 35 ladite réduction étant rendue possible par obturation différentielle par enfoncement/retrait de couronnes de comblement mobiles.
Par rapport à un moteur classique, l'invention ici présentée comporte un certain nombre de dispositifs innovants, parmi lesquels un système d'injection à injecteurs multiples, ainsi qu'un dispositif d'adjonction dans l'air admis de lubrifiant et d'oxygène produit par électrolyse; en effet la sécheresse relative de l'hydrogène nécessite cet ajout de lubrifiant et l'adjonction d'oxygène permet d'améliorer la combustion du mélange, et d'augmenter la température des gaz d'échappement et, ainsi d'améliorer le rendement de l'électrolyse.
La description qui suit présente les solutions retenues pour mettre en œuvre ces différentes propositions et les illustrer, dans une variante d'exécution comportant une motorisation quatre cylindres.
ÉTAT DE LA TECHNOLOGIE
Parmi les dispositifs ici présentés et pour des fonctionnalités similaires, plusieurs ont fait l'objet de dépôts de demande de brevet, portant notamment sur des dispositifs de variation de cylindrée, comme par exemple le document US 7013849 présentant un moteur à capacités de cylindrée variable, ou encore le document WO 2017085410 A1 présentant un Moteur a rapport volumétrique variable, et encore le document US 20110048382 présentant un Moteur à taux de compression variable.
Pour ce qui est de l'hydrogène, son utilisation comme source d'énergie complémentaire dans les moteurs thermiques a fait l'objet de nombreux brevets, et ce depuis plus d'un siècle.
La plupart des brevets déposés proposent des solutions ou l'hydrogène est utilisé pour améliorer la composition du mélange utilisé, c'est notamment le cas des documents WO 2007031848 A3, ou encore WO 2006126341 A2, ou encore WO 2001031188 A1 qui présente un Appareil générateur d'hydrogène et ... mais peu de documents se proposent de présenter des solutions permettant la production in situ d'hydrogène, parmi lesquels on peut par exemple citer le document EP 1911957 (B1) présentant un Système de moteur à hydrogène qui propose l'utilisation d'hydrures comme source, ou encore le document WO 2010136402 A3 présentant un Moteur à hydrogène avec un dispositif de production autonome, ou encore le document WO 2011084637 A3 présentant un Moteur à hydrogène avec une production par électrolyse par de multiples générateurs piézoélectriques.
Pour ce qui est des dispositifs de récupération d'énergie cinétique, et parmi les documents présentant des dispositifs de ralentisseur électromagnétique on peut notamment citer le document EP 1222731 B1 présentant un Ralentisseur électrique interposé entre un moteur et une boite de vitesses, ou encore le document WO 2005091479 A1 qui présente un Ralentisseur électromagnétique pour véhicule , et encore le document WO 2003098784 A1 présentant également un Ralentisseur électromagnétique de véhicule. Ces inventions, si elles ont incontestablement fait progresser l'état de la technique, ne couvrent néanmoins qu'une partie des dispositifs objets des présentes et n'offrent pas une solution intégrée comme ici présentée, point faible que l'invention a cherché à corriger.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'invention ici présentée est caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de moyens aptes à faire fonctionner un moteur thermique avec différents carburants parmi lesquels de l'essence, de l'éthanol et de l'hydrogène, purs ou en mélange, et d'adapter au niveau de chaque cylindre et en fonction du type de carburant utilisé, le taux de compression et la quantité de carburant introduite, ainsi qu'à autooroduire par électrolyse haute température de l'hydrogène et de l'oxygène.
L'invention ici présentée est caractérisée en ce que cette pluralité de moyens est logée dans un bloc moteur spécifique (100) permettant leur fonctionnement, et est notamment constituée d’au moins l'un des dispositifs suivants:
- un dispositif de variation volumétrique générale de cylindrée (200) avec son système/boitier de commande (400) et son dispositif de transmission (300)
- des dispositifs aptes à ajuster ladite variation au niveau de chaque cylindre (500),
- un dispositif de production d'hydrogène et d'oxygène (600) par électrolyse haute température,
- un système de production d'énergie électrique complémentaire (700) par générateurs piézo-électriques. L'invention ici présentée est caractérisée en ce que le dispositif de variation volumétrique de cylindrée qui l'équipe est constitué d'une pluralité de dispositifs innovants dont au moins :
- une sous-culasse (200) comportant le dispositif de variation de cylindrée constitué d'un ensemble de couronnes de comblement (21 x) emboîtables les unes dans les autres, maintenues par des ressorts (22x) et dont le déplacement modifie le volume disponible dans le haut de la chambre de combustion,
- des dispositifs d'alimentation multi-carburants, installés au centre de la couronne de comblement centrale (21c) dont la forme, par exemple ovale, de la partie intérieure est adaptée aux emplacements des différentes dispositifs d'alimentation/échappement (110) installés et comportant au moins une soupape d'admission d'air, deux soupapes d'échappement, et deux dispositifs d'alimentation.
- un dispositif de transmission constitué d'un ensemble (300) de pièces mécaniques installées de chaque coté du bloc et à l'une de ses extrémités, dont la finalité est d'agir au dessus dudit bloc sur l'ensemble des cylindres et de commander par sa tige poussoir (31 i) les enfoncements/retraits des couronnes de comblement (21 x) emboîtables en fonction des paramètres pris en compte, notamment en fonction de la charge, du nombre de tours atteint et de la température du moteur.
- au niveau de chaque cylindre, un système mécanique complémentaire (400) commandé par des servomoteurs permettant un réglage individuel du dispositif de variation de cylindrée.
L'un des avantages de la technologie ici présentée de variation de cylindrée par comblement du haut de la chambre de combustion par les couronnes mentionnées supra est qu'elle permet d'adapter la variabilité au type de moteur qu'il équipe, en jouant notamment sur la forme et la taille desdites couronnes et/ou la rigidité des ressorts qui les maintiennent emboîtées, voire - dans les plages intermédiaires de variabilitéd'amortir puis de restituer par lesdits ressorts l'absorption par les bielles de l'onde de choc provoquée par l'explosion, dans une configuration de rigidité des ressorts où leur pression est inférieure à celle existant au moment du déclenchement de l'explosion, ce qui entraîne audit moment leur compression puis leur détente après déplacement du piston vers son point bas.
Dans la version d'exécution ici présentée, le positionnement des couronnes de comblement est assuré par une pièce en U inversé (310) dont la branche intérieure (31i)est fixée sur la couronne extérieure et la branche extérieure (31e) renvoyée le long de la paroi extérieure du bloc moteur se prolongeant par une tige de positionnement (320)dont la descente entraîne donc la descente de la couronne de comblement extérieure (21e) qui entraîne celle des autres couronnes imbriquées (21 x).
Pour éviter toute modification de la position d'enfoncement par la pression exercée sur les couronnes de comblement lors de l'explosion à l'intérieur de la chambre, et donc pour cette raison et d'autres, et de manière à interdire tout retour inverse, le mécanisme de transmission des mouvements verticaux d'enfoncement/retrait a été conçu de manière à ce que le déplacement vertical de la tige commandant le positionnement des couronnes de comblement soit obtenu par le déplacement horizontal d'une came biseautée (340) à forte pente, ladite came comme celle des autres cylindres étant mis en mouvement horizontal, le long de la paroi extérieur du bloc moteur, par une tige coulissante permettant de transmettre les ordres du boîtier de commande prenant en compte les paramètres pris en compte.
Pour éviter tout phénomène de torsion, cet ensemble de dispositifs est installé de chaque coté du bloc moteur (100), et les deux tiges (33f&d) supportant les cames biseautées (340) sont actionnées horizontalement par un dispositif (410) installé dans un boîtier (400) en bout de bloc et visant à pousser simultanément chacune desdites deux tiges latérales.
Ledit boîtier contient différentes pièces permettant de délivrer le mouvement de poussée qui vient donc enfoncer au moyen des cames biseautées (340) et des tiges de positionnement (320) les couronnes de comblement (21X), étant précisé que ledit mouvement est obtenu par une succession de tiges/étriers poussoirs (420) dont le déplacement est généré par une pluralité de galettes de programmation (430) montées en série et dont la variation d'épaisseur de leur face supérieure (436) en fonction de leur angle de rotation provoque le déplacement des doigts de contact (424) équipant l'une des extrémités desdits tiges/étriers, venant ainsi déplacer la base (434) de la galette suivante, l'axe d'entrainement (432) desdites galettes étant à cet effet cannelé. Étant précisé que chaque galette de programmation (430) est dédiée à un paramètre, dont elle transmet les différentes valeurs à prendre en compte et dans une rotation maximum d'un tour (360°), par variation de l'épaisseur de ladite galette entre une position minimum et une position maximum, de sorte qu'en fonction de ladite épaisseur, l'épaisseur angulaire de ladite galette peut générer in fine par déplacement de la tige/étrier un enfoncement ou un retrait additionnel.
Le nombre voire la taille desdites galettes peuvent varier en fonction des paramètres à prendre en compte; dans la version d'exécution ici présentée, ces paramètres et donc le nombre de galettes est de trois, et le dispositif fonctionne comme illustré la figure 3.
Sur cette figure, la galette inférieure (430i) est mise en rotation par son axe (432i) dont elle est solidaire; sa rotation entraîne du fait de son épaisseur variable le déplacement linéaire par le doigt (424i) de l'extrémité basse de l'étrier inférieur (420i) et la rotation dudit étrier autour de son axe (438i) dont le basculement déplace la base par l'étrier (426i) la galette intermédiaire (430c) suivante qui est mobile et apte à coulisser autour de son axe cannelé (432c) qui commande sa rotation, ledit coulissement venant à son tour faire basculer l'étrier intermédiaire (424c,426c), ledit basculement se cumule avec celui provoqué par la rotation de ladite galette intermédiaire (430c) et venant ainsi de suite déplacer la galette supérieure mobile (430s) dans des conditions similaires, et le déplacement de ladite galette supérieure (430s) entraîne à son tour le basculement de la tige (420s) autour de son axe (438s), tige dont l'extrémité (426s) vient déplacer horizontalement par compression/décompression du ressort (440) les tiges de positionnement (33x, f&d). Dans la version d'exécution ici présentée, les paramètres pris en compte sont la température, le nombre de tours, et la charge du moteur, et leur valeur est mesurée puis transmise par différents dispositifs mécaniques comme suit: le niveau de charge est transmis par la rotation de l’accélérateur sur son axe, directement ou avec assistance, à la galette (430x) dédiée à la mesure de charge .
Le nombre de tours est transmis par un système centrifuge (450) à masselottes (452) retenues par ressorts (454) et dont l'écartement déplace autour de son axe (457) un bras frotteur périphérique (456), axe dont la rotation est transmise après renvoi à l'axe cannelé de la galette (430y) dédiée à la mesure de la rotation du moteur.
La température du moteur est transmise par un système mécanique (460) constitué d'un réseau de barres (46x) de métal à fort coefficient de dilatation tout en étant capable de supporter les températures élevées dudit moteur, de taille croissante et implantées en colimaçon parallèlement de la plus courte à l'intérieur (46i) à la plus longue (46e) à l'extérieur, et dont les dilatations s'additionnent par le biais de tiges de renvoi (47x), de sorte que la dilatation finale correspond à la longueur totale additionnée de chacune des barres, cette dilatation totale étant transmise par le déplacement de l'extrémité de la barre extérieur final (46e), ledit déplacement transformé en rotation par une crémaillère (480), ladite rotation étant transmise après renvoi à l'axe cannelé (432) de la galette (430z) dédiée à la mesure de température du moteur.
Une autre caractéristique de l'invention ici présentée est que le déplacement horizontal desdites cames, n'agit pas directement sur la tiges commandant les enfoncements / retraits des couronnes de comblement emboîtables, mais par l'intermédiaire d'un autre dispositif (500) permettant d'agir individuellement au niveau de chaque cylindre additionnellement au dispositif commun à tous les cylindres, ledit dispositif solidaire de la tige d'enfoncement/positionnement (320) et intervenant sur la position du point d'appui (510) de la came biseautée (340) de sorte qu'additionnellement au dispositif général il permet d'ajuster, par exemple pour tenir compte du type de carburant précisément utilisé dans le cylindre concerné, le niveau d'enfoncement dans la chambre des couronnes de comblement. Ledit dispositif intervient en déplaçant le point d'appui (510) de la came biseautée comme suit: le niveau de déplacement est commandé par la rotation, après renvoi, d'un axe (520) cannelé, et la rotation dudit axe entraîne celle d'une pièce filetée mâle (53m) maintenue par une clips ou autre solidaire de la tige de positionnement, la rotation de ladite pièce filetée mâle entraîne la montée/descente entre une position basse (32b) et une position haute (32h) par coulissage à l'intérieur (32i) de ladite tige de positionnement de la pièce (53f) comportant une partie filetée femelle appariée et supportant la butée constituant le point d'appui (510) de la came biseautée (340), de sorte que la descente de ladite pièce coulissante (53f) fait monter ladite tige de positionnement (320) par rapport audit point d'appui (510) de la came biseautée, et inversement; étant précisé que la rotation de Γ axe cannelé de commande peut-être générée par tout dispositifs mécanique, ou par servomoteur piloté par exemple en fonction du type de mélange introduit dans le cylindre concerné.
L'invention ici présentée est caractérisée en ce que le dispositif de production d'hydrogène et d'oxygène (600) dont elle est équipée est constitué d'une pluralité de dispositifs innovants parmi lesquels un bloc moteur spécifique comportant des évidements installés au pourtour des cylindres et où sont aménagées des alvéoles (13x) aptes à recevoir des électrolyseurs amovibles (62x) récupérant les calories provenant de la chambre de combustion pour obtenir la très haute température nécessaire à leur fonctionnement. Comme indiqué supra, l'invention ici présentée est pourvu de capacités de production par électrolyse haute température d'hydrogène et d'oxygène, étant précisé que l'eau nécessaire est stockée dans un réservoir intermédiaire alimenté par le réservoir principal, et qu'avant d'être introduite dans les cellules d'électrolyse, l'eau à vaporiser suit un circuit lui permettant de récupérer les calories provenant, comme il sera détaillé infra, de différents dispositifs et notamment des différents condenseurs et échangeurs dont celui présent au niveau de la culasse.
Pour accueillir ses électrolyseurs amovibles, le bloc moteur ici présenté est pourvu en périphérie des cylindres d'alvéoles (13x) aptes à recevoir lesdits électrolyseurs amovibles (62x), alvéoles à travers lesquelles circulent les gaz d'échappement sortant de la chambre de combustion par les tubulures (120); chacun desdits électrolyseurs amovibles est entouré de canalisations à ailettes (624) montées en spires enroulées verticalement et à l'intérieur des quelles circule l'eau devant être vaporisée par les calories apportées par les gaz d'échappement.
Différents types de catalyseurs sont utilisables dans les électrolyseurs, notamment pour tenir compte des caractéristiques (voltage/ampérage) de l'énergie électrique qu'ils utilisent; chaque électrolyseur (62x) comporte plusieurs cellules d'électrolyse, composées d'électrodes -anode et cathode -, d'un électrolyte, par exemple de type SOEC (solid oxide electrolyzer cell), et des différentes connexions nécessaires dont celles assurant l'arrivée de l'eau vaporisée (622) et son injection (626) et le transfert de l'hydrogène (65h) et l'oxygène (65o) produits, etc ... La vapeur est introduite à la cathode où se forme l'hydrogène, et l’oxygène se forme simultanément à l’anode, et une infime partie des gaz d'échappement est prélevée pour balayer l’oxygène et l'entrainer vers son séparateur/condenseur.
A la sortie des alvéoles et avant leur évacuation par la tubulure (668), lesdits gaz d'échappement entraîne au moins un turbogénérateur, installé dans le boîtier (660), pour accroître l'énergie électrique disponible pour l'électrolyse; à la sortie desdits électrolyseurs, l'hydrogène (65h) et l'oxygène (65o) produits sont purifiés dans leur condenseurs/séparateurs respectifs avant d'être compressés dans leurs réservoirs respectifs, installés à l'extérieur ou également dans ledit boîtier.
Dans la version d'exécution ici présentée, le bloc moteur est équipé de cinq alvéoles (135) recevant chacune deux électrolyseurs et installées perpendiculairement à l'axe principal dudit bloc moteur, et de deux fois huit alvéoles (138) recevant chacune un électrolyseur et installées en périphérie selon l'axe principal dudit bloc moteur; à leur sortie des soupapes d'échappement, les gaz d'échappement sont canalisés pour être introduits par les tubulures (120) dans les alvéoles par leur partie supérieure et en être évacués par leur partie inférieure de chaque coté dudit bloc moteur par les tubulures (122) pour être dirigés vers la/les turbines génératrices.
Pour renforcer l'énergie électrique disponible pour l'électrolyse, l'invention ici présentée comporte comme indiqué supra un système complémentaire de génération électrique, ledit système constitué d'un dispositif transformant en mouvement rotatif le mouvement linéaire va et vient entre les roues/pneus et le châssis, adapté au type de suspension du véhicule équipé, par exemple un système à crémaillère (710) comme dans la version d'exécution ici présentée, et où ledit mouvement rotatif est transmis après démultiplication par un axe principal (720) dont la rotation alternative dans un sens et dans l’autre entraîne des dispositifs générateurs (73d et73g) installés de part et d'autre et dédicacés à la montée et à la descente par un système de cliquets; lesdits dispositifs générateurs sont constitués d'une roue crantée (732) transformant à sa périphérie la rotation de ladite roue crantée en une suite de mouvements linéaires sous forme d'impulsions par échappement des crans poussoirs périphériques (734) de ladite roue, entraînant ainsi des dispositifs générateurs piézo-électriques (740) par impulsion installés à sa périphérie. Les dispositifs piézo-électriques (740) sont du type mécanique avec ressort de compression et mécanisme d'échappement connus des hommes de l'art, de sorte que le ressort qui les équipe joue le rôle d'amortisseur complémentaire.
Dans la version d'exécution ici présentée en figure 7, qui n'est pas obligatoirement à l'échelle et présentée dans le seul but d'illustration du fonctionnement, l'ensemble de ces moyens sont intégrés dans un tambour (73x) contenant huit générateurs piézo-électriques, espacés de 45 degrés (soit 36078), avec des crans poussoirs plus courts et espacés de 40° (soit 36079), de manière à déclencher séquentiellement les impulsions électriques; étant précisé que le choix du nombre de générateurs piézo-électriques et le positionnement angulaire des crans poussoirs dépends du type d’amortissement souhaité, et étant également précisé que plusieurs tambours avec des caractéristique différentiées peuvent être installés en parallèle de chaque coté, l'un étant comme précisé supra dédié à l'écrasement et l'autre au rebond qui se produisent suite aux irrégularités de la route et dans les phases de freinage/accélération.
L'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de contrôle, de régulation et de pilotage des dispositifs, les dits moyens étant notamment constitués d'au moins un calculateur intégrant des moyens notamment constitués de l'ensemble des algorithmes et programmes informatiques aptes à gérer son pilotage en fonction des informations fournies par les différents capteurs de pression, température, nombre de tours, et autres informations caractérisant le fonctionnement du moteur.
L'invention n'est en rien limitée aux modes de réalisation décrits et présentés dans les différentes figures, 5 qui ne sont illustrées et données qu'à titre d'exemples de variantes d'exécution possibles. Les caractéristiques, buts et avantages de la présente invention ici présentés ne le sont qu'à titre d'exemples non limitatifs.
FIGURES
Les dessins annexés illustrent l’invention.
La figure 1 représente une vue schématique des principaux éléments constituant l'invention.
La figure 2 représente une vue schématique du dispositif de variation de cylindrée par comblement.
La figure 3 représente une vue schématique du système général de commande de la variabilité de cylindrée.
La figure 4 représente une vue schématique du système de commande d'ajustement de la variabilité au niveau de chaque cylindre.
La figure 5 représente une vue schématique des dispositifs de captage des paramètres de température et nombre de tours.
La figure 6 représente une vue schématique des dispositifs d'électrolyse.
La figure 7 représente une vue schématique des dispositifs amortisseurs/générateurs.

Claims (8)

  1. -11Revendications
    1 ) Moteur multi-carburants caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de moyens aptes à faire fonctionner un moteur thermique avec différents carburants, purs ou en mélange, et d'adapter au niveau de chaque cylindre et en fonction du type de carburant utilisé, le taux de compression et la quantité de carburant introduite, la pluralité de moyens étant logée dans un bloc moteur spécifique (100) permettant leur fonctionnement, et étant notamment constituée d'au moins l‘un des dispositifs suivants :
    un dispositif de variation volumétrique générale de cylindrée (200), un dispositif de transmission (300) de ladite variation, un dispositif de commande (400) de ladite variation, des dispositifs aptes à ajuster ladite variation au niveau de chaque cylindre (500).
  2. 2) Moteur multi-carburants selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de variation volumétrique générale de cylindrée, lesquels moyens constitués d'une pluralité de dispositifs dont au moins une sous-culasse (200) comportant le dispositif de variation de cylindrée constitué d'un ensemble de couronnes de comblement (21 x) emboîtables les unes dans les autres, maintenues par des ressorts (22x) et dont le déplacement modifie le volume disponible dans le haut de la chambre de combustion, le positionnement des couronnes de comblement étant assuré par une pièce en U inversé (310) dont la branche intérieure (31 i) est fixée sur la couronne extérieure et la branche extérieure (31e) renvoyée le long de la paroi extérieure du bloc moteur se prolongeant par une tige de positionnement (320) dont la descente entraîne donc la descente de la couronne de comblement extérieure (21e) qui entraîne celle des autres couronnes imbriquées (21 x).
  3. 3) Moteur multi-carburants selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de transmission (300) aptes à transmettre les mouvements commandant la variation volumétrique générale de cylindrée, lesquels moyens constitués d‘une pluralité de dispositifs dont au moins un mécanisme de transmission des mouvements verticaux d'enfoncement / retrait obtenu par le déplacement horizontal d’une came biseautée (340) à forte pente, ladite
    -12came comme celle des autres cylindres étant mise en mouvement horizontal, le long de la paroi extérieur du bloc moteur, par une tige coulissante permettant de transmettre les ordres du boîtier de commande (400) prenant en compte les paramètres pris en compte ; étant précisé que cet ensemble de dispositifs est installé de chaque côté du bloc moteur (100), et deux tiges (33f, 33d) latérales supportant les cames biseautées (340) sont actionnées horizontalement par un dispositif (410) installé dans un boîtier (400) en bout de bloc et visant à pousser simultanément chacune desdites deux tiges latérales.
  4. 4) Moteur multi-carburants selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (400) de variation volumétrique générale de cylindrée, lesquels moyens constitués d'une pluralité de dispositifs dont au moins un ensemble de pièces permettant de délivrer le mouvement de poussée venant enfoncer au moyen des cames biseautées (340) les couronnes de comblement (21X), ledit mouvement transmis par déplacement horizontal par compression / décompression du ressort (440), ladite compression / décompression étant obtenue par la poussée de l'extrémité (426s) du dernier de la succession de tiges / étriers poussoirs (420) ; étant précisé que le déplacement desdites tiges / étriers poussoirs (420) est généré par une pluralité de galettes de programmation (430) montées en série et dont la variation d'épaisseur de leur face supérieure (436) en fonction de leur angle de rotation provoque le déplacement des doigts de contact (424) équipant l’une des extrémités desdits tiges / étriers, venant ainsi déplacer la base (434) de la suivante / précédente desdites galettes dont l'axe d’entrainement est (432) à cet effet cannelé.
  5. 5) Moteur multi-carburants selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (400) de variation volumétrique générale de cylindrée aptes à prendre en compte différents paramètres dont la température du moteur, étant précisé que les variations de ladite température sont converties par un système mécanique (460) en un mouvement rotatif, lequel système étant constitué d'une pluralité de dispositifs dont au moins un réseau de barres (46x) de métal à fort coefficient de dilatation, de taille croissante et implantées en colimaçon parallèlement de la plus courte à l'intérieur (46i) à la plus longue (46e) à l'extérieur,
    -13et dont les dilatations s'additionnent par le biais de tiges de renvoi (47x), de sorte que la dilatation finale correspond à la longueur totale additionnée de chacune des barres, cette dilatation totale étant transmise par le déplacement de l'extrémité de la barre extérieur final (46e), ledit déplacement transformé en rotation par une crémaillère (480), ladite rotation étant transmise après renvoi à l'axe cannelé (432) de la galette (4302) dédiée à la mesure de température du moteur.
  6. 6) Moteur multi-carburants selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (400) de variation volumétrique générale de cylindrée aptes à prendre en compte différents paramètres dont le nombre de tours du moteur, étant précisé que les variations de ladite rotation sont converties par un système centrifuge (450) en un mouvement rotatif, lequel système étant constitué d'une pluralité de dispositifs dont au moins un système à masselottes (452) retenues par ressorts (454) et dont l'écartement déplace autour de son axe (457) un bras frotteur périphérique (456), axe dont la rotation est transmise après renvoi à l'axe cannelé de la galette (430y) dédiée à la mesure de la rotation du moteur.
  7. 7) Moteur multi-carburants selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens aptes à ajuster la variation volumétrique générale de cylindrée au niveau de chaque cylindre (500), lesquels moyens constitués d'une pluralité de dispositifs dont au moins un dispositif permettant d'agir individuellement au niveau de chaque cylindre additionnellement au dispositif commun à tous les cylindres, ledit dispositif solidaire de la tige d'enfoncement / positionnement (320) et intervenant sur la position du point d'appui (510) de la came biseautée (340) de sorte qu'additionnellement au dispositif général il permet d'ajuster le niveau d'enfoncement dans la chambre des couronnes de comblement; étant précisé que ledit dispositif intervient en déplaçant le point d'appui (510) de la came biseautée comme suit : le niveau de déplacement est commandé par la rotation, après renvoi, d'un axe (520) cannelé, et la rotation dudit axe entraîne celle d'une pièce filetée mâle (53m) maintenue par une clips ou autre solidaire de la tige de positionnement, la rotation de ladite pièce filetée mâle entraîne la montée / descente, entre une position basse (32h) et une position haute (32h) par coulissage à
    -14l'intérieur (32i) de ladite tige de positionnement, de la pièce (53f) comportant une partie filetée femelle appariée et supportant la butée constituant le point d‘appui (510) de la came biseautée (340), de sorte que la descente de ladite pièce coulissante (530 fait monter ladite tige de positionnement (320) par rapport audit point d'appui de la came biseautée (510), et 5 inversement.
  8. 8) Moteur multi-carburants selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle de sécurité et de régulation pour éviter tout dysfonctionnement, ainsi que des moyens de pilotage permettant l'optimisation du rendement 10 des dispositifs installés.
FR1800315A 2018-04-09 2018-04-09 Moteur multi-carburants a cylindree variable et autoalimentation complementaire, denomme "self fuel" et procede associes Withdrawn FR3079876A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800315A FR3079876A1 (fr) 2018-04-09 2018-04-09 Moteur multi-carburants a cylindree variable et autoalimentation complementaire, denomme "self fuel" et procede associes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800315A FR3079876A1 (fr) 2018-04-09 2018-04-09 Moteur multi-carburants a cylindree variable et autoalimentation complementaire, denomme "self fuel" et procede associes
FR1800315 2018-04-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3079876A1 true FR3079876A1 (fr) 2019-10-11

Family

ID=63722426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1800315A Withdrawn FR3079876A1 (fr) 2018-04-09 2018-04-09 Moteur multi-carburants a cylindree variable et autoalimentation complementaire, denomme "self fuel" et procede associes

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3079876A1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE505957A (fr) *
EP2020496A2 (fr) * 2007-08-03 2009-02-04 Nissan Motor Co., Ltd. Contrôle de la combustion dans un moteur à combustion interne
FR2927655A3 (fr) * 2008-02-20 2009-08-21 Renault Sas Systeme et procede de fonctionnement d'un systeme d'adaptation d'un dispositif de distribution variable pour la commande des soupapes d'un moteur sensible aux carburants
US20140025277A1 (en) * 2011-04-08 2014-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for multi-fuel internal combustion engine
US20160312693A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Ford Global Technologies, Llc Hoop spring in a pressure reactive piston
DE102015221847A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hubkolben-Verbrennungsmotors mit VCR-Steller

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE505957A (fr) *
EP2020496A2 (fr) * 2007-08-03 2009-02-04 Nissan Motor Co., Ltd. Contrôle de la combustion dans un moteur à combustion interne
FR2927655A3 (fr) * 2008-02-20 2009-08-21 Renault Sas Systeme et procede de fonctionnement d'un systeme d'adaptation d'un dispositif de distribution variable pour la commande des soupapes d'un moteur sensible aux carburants
US20140025277A1 (en) * 2011-04-08 2014-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for multi-fuel internal combustion engine
US20160312693A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Ford Global Technologies, Llc Hoop spring in a pressure reactive piston
DE102015221847A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hubkolben-Verbrennungsmotors mit VCR-Steller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI537154B (zh) 油電混合車
EP1702137B1 (fr) Moteur a chambre active mono et/ou bi energie a air comprime et/ou energie additionnelle et son cycle thermodynamique
EP2435676B1 (fr) Procede de fonctionnement d'un moteur a explosion et moteur a explosion selon ce procede
FR2905404A1 (fr) Moteur a chambre active mono et/ou bi energie a air comprime et/ou energie additionnelle.
CA2810930C (fr) Moteur mono et/ou bi-energie a air comprime et/ou a energie additionnelle a chambre active incluse dans le cylindre
EP0954691A1 (fr) Procede et dispositif de recuperation de l'energie thermique ambiante pour vehicule equipe de moteur depollue a injection d'air comprime additionnel
FR2503253A1 (fr) Generateur electrique de moyenne puissance a piston libre
WO2012045694A1 (fr) Moteur à air comprimé à chambre active incluse et autodétendeur
FR3079876A1 (fr) Moteur multi-carburants a cylindree variable et autoalimentation complementaire, denomme "self fuel" et procede associes
FR3057219A1 (fr) Vehicule automobile autonomie illimitee- pollution zero
FR2993928A1 (fr) Turbomoteur basse-pression a combustion interne et/ou externe
FR3030387A1 (fr) Systeme de traction a motorisation electrique et comprenant un reservoir cryogenique pour vehicule
WO2022064152A1 (fr) Moteur a vapeur perfectionne
FR3073899A1 (fr) Moteur a hydrogene auto-alimente et procedes associes
FR3107558A1 (fr) Systeme thermodynamique comportant deux turbomachines presentant chacune un arbre de transmission et une machine electrique
EP3086962A1 (fr) Dispositif de production d'energie a gazogene
FR2978983A1 (fr) Procede et dispositif de regeneration d'un filtre a particules dans la ligne d'echappement d'un moteur thermique d'un vehicule hybride
FR3093168A1 (fr) Dispositif thermovoltäique progressif multi-sources avec capacités de stockage d'énergie, et procédés associés.
FR3106620A1 (fr) Systeme thermodynamique de production d’energie comportant deux turbomachines presentant chacune un arbre de transmission
WO2016034632A1 (fr) Moteur à pressions d'évaporation différentielles
FR3086689A1 (fr) Moteur a hydrogene a chambre torique et cylindree variable, et procedes associes
FR3005701A1 (fr) Procede de production d'electricite thermo-hydraulique a cogeneration et installation pour sa mise en oeuvre
WO2014006347A1 (fr) Procede d'utilisation d'un systeme de propulsion hybride d'un vehicule
FR3077118A1 (fr) Chaudiere a hydrogene auto-alimentee et procedes associes
FR2983906A1 (fr) Procede d'allumage thermique de moteur a combustion pulsee, ainsi que thermoreacteur a allumage thermique

Legal Events

Date Code Title Description
PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20191011

ST Notification of lapse

Effective date: 20191206