FR2546974A1

FR2546974A1 - Internal combustion engine, with a cam and rack link between the pistons and the driveshaft, with cylinders in a star configuration and a ring for timing, ventilation and ignition

Info

Publication number: FR2546974A1
Application number: FR8218555A
Authority: FR
Original assignee: MONDESERT LOUIS XAVIER
Current assignee: MONDESERT LOUIS XAVIER
Priority date: 1982-11-05
Filing date: 1982-11-05
Publication date: 1984-12-07

Abstract

The invention relates to an internal combustion engine, of high efficiency, within the scope of a conventional four-stroke cycle, or differential cycle with an extended expansion stroke. It comprises a piston-driveshaft link produced by a set of cams 11, connecting rods 7, gears 8, ensuring the reciprocating movements of the connecting rods 6 securely fastened to the pistons 4. The star-shaped configuration allows a high number of cylinders, and precise guidance of the connecting rods 7 and connecting rods 6. A ring 3 controls the valves, and acts as a flywheel, fan, and transmission of current to the spark plugs. The field of application is to be found wherever an engine is needed to make directly usable mechanical energy available.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne un moteur à explosion, à cycle à 4 temps.DESCRIPTION
The present invention relates to an internal combustion engine, with a 4-stroke cycle.

Des pertes mecaniques très faibles, un taux de remplissage maximum, une compression élevée, et une detente poussee des gaz, quel que soit le régime, le respect du cycle théorique dans le deroulement des 4 temps, lui confirent un haut rendement et un taux de pollution réduits
De plus, un couple elle, à toute vitesse du moteur, et la possibilité d'un nombre élevé de cylindres, sans grandes complications, permet d'envisager un système simple d'accouplement entre moteur et pont
Les techniques actuelles permettent de réaliser des moteurs de tres grande fiabilite, mais d'un rendement limité, de l'ordre de 30 % pour le moteur à@essence, de 35 % dans le cas de diesel, et dont le taux de pollu- tion n'est pas négligeable.Very low mechanical losses, a maximum filling rate, a high compression, and a high relaxation of the gases, whatever the regime, the respect of the theoretical cycle in the course of the 4 times, give it a high yield and a rate of reduced pollution
In addition, a torque it, at any engine speed, and the possibility of a high number of cylinders, without major complications, makes it possible to envisage a simple coupling system between engine and bridge
Current techniques make it possible to produce very high reliability engines, but with a limited efficiency, of the order of 30% for the gasoline engine, 35% in the case of diesel, and the rate of pollution of which tion is not negligible.

Elles appellent, de plus, les observations suivantes : - Au niveau de la transmission du mouvement entre piston et arbre, le système actuel par bielle et villebrequin présente certains points faibles
. Couple variable suivant l'inclinaison de la bielle,
. Force parasite d'ovalisation exercée par le piston sur le cylindre,
. Complexité de la réalisation de l'ensemble (piston + bielle +
villebrequin),
. Inertie des pièces en mouvement.They also call for the following observations: - At the level of the transmission of movement between piston and shaft, the current system by connecting rod and crankshaft has certain weak points
. Variable torque according to the inclination of the rod,
. Parasitic ovalization force exerted by the piston on the cylinder,
. Complexity of producing the assembly (piston + connecting rod +
villebrequin),
. Inertness of moving parts.

- Au niveau du cycle, on s'éloigne du cycle théorique, du fait
. de la forme sinusoïdale du diagramme des déplacements du piston
. du phénomène non instantané de l'explosion
. de l'inertie des gaz.- At the cycle level, we move away from the theoretical cycle, because
. the sinusoidal shape of the piston displacement diagram
. of the non-instantaneous phenomenon of the explosion
. gas inertia.

On est, dès lors, dans l'obligation d'adopter un certain nombre de compromis : avance è l'allumage, avance à l'ouverture et retard à la fermeture, pour l'admission et l'échappement qui sont en contradiction avec la réalisation du cycle idéal. We are therefore obliged to adopt a certain number of compromises: advance on ignition, advance on opening and delay on closing, for intake and exhaust which are in contradiction with the realization of the ideal cycle.

De plus, la course du piston, identique pour-les 4 temps, ne permet pas d'assurer une détente poussez
Par ailleurs, la vitesse du piston, d'allure sinusoïdale, a des valeurs très réduites as: alentours du point mort haut De ce fait, la durée des crêtes de température n'est pas négligeable, donc les pertes d'énergie par rayonnement restent élevées.In addition, the stroke of the piston, identical for the 4-stroke, does not ensure relaxation push
In addition, the speed of the piston, of sinusoidal shape, has very reduced values as: around the top dead center. Therefore, the duration of the temperature peaks is not negligible, therefore the energy losses by radiation remain high.

En définitive, les détentes partielles, la durée des crêtes des températures, la superposition des temps, conduisant finalement à des pertes de rendement importantes. Ultimately, partial expansion, the duration of temperature peaks, the overlapping of times, ultimately leading to significant yield losses.

- Au niveau de l'architecture du moteur
La nécessité où llon se trouve pour demeurer dans des limites raisonnables de prix, de limiter le nombre des cylindres du moteur, et le pheno- mene de couples réduits, à certains régimes > neeessitent l'adjonction entre moteur et pont, d'un embrayage et d'une boîte de vitesse.- At the engine architecture level
The need where llon is to stay within reasonable price limits, to limit the number of engine cylinders, and the phenomenon of reduced torques, at certain speeds> do not require the addition between engine and axle, of a clutch and a gearbox.

- Au niveau du refroidissement
Le nombre limité des cylindres, à cylindrées unitaires relativement elevees, a pour conséquence des déperditions par rayonnements thermiques non négligeables, sans compter le nécessité d'un refroidissement tràs efficace, normalement assuré par un circuit hydraulique.- At the cooling level
The limited number of cylinders, with relatively high unit displacement, results in significant heat loss by radiation, not to mention the need for very efficient cooling, normally provided by a hydraulic circuit.

- Enfin, en ce qui concerne la pollution, on relève la présence d'hydrocarbures imbrûlés, provenant d'une combustion incomplète, et d'oxydes de carbone et d'azote, fonctions de la durée des hautes températures.- Finally, with regard to pollution, we note the presence of unburnt hydrocarbons, coming from incomplete combustion, and oxides of carbon and nitrogen, functions of the duration of high temperatures.

- Signalons aussi le problème du bruit, dont il faut noter deux causes importantes : l'échappement des gaz de combustion, dont une partie de la détente se produit en phase d'échappement ; la distribution, avec ses organes de transmission : engrenages, tiges de soupapes, culbuteurs.- Let us also point out the problem of noise, of which two important causes must be noted: the exhaust of combustion gases, part of the expansion of which occurs in the exhaust phase; distribution, with its transmission components: gears, valve stems, rocker arms.

Le type de moteur proposé permet, précisément, de corriger ces points faibles, en apportant les innovations suivantes 1 - Liaison entre piston et arbre moteur. The type of engine proposed allows, precisely, to correct these weak points, by bringing the following innovations 1 - Connection between piston and engine shaft.

a) Principe : la bielle est une simple tige, solidaire du piston, et confondue avec l'axe du cylindre. Elle est guidée pour que ses seuls depla- cements possibles soient des mouvements alternatifs suivant cet axe. La liaison entre cette bielle et l'arbre est assurée par un jeu de 2 cames. a) Principle: the connecting rod is a simple rod, integral with the piston, and merged with the axis of the cylinder. It is guided so that its only possible displacements are reciprocating movements along this axis. The connection between this connecting rod and the shaft is ensured by a set of 2 cams.

Chaque came actioune une biellette guidée suivant un axe parallèle à la bielle du piston. Cette biellette porte une crémaillère qui entraîne un engrenage qui agit lui-mâme sur une crémaillère fixée sur la bielle du piston Les deux cames, solidaires de l'arbre tournent dans le même sens, elles sont de profil symétrique, et disposées de part et d'autre de la bielle. Elles agissent sur leur propre ensemble (biellette + engrenage) pour assurer, tour à tour, les mouvements de montée et de descente du piston.Each cam actuates a rod guided along an axis parallel to the piston rod. This rod carries a rack which drives a gear which acts itself on a rack fixed on the piston rod. The two cams, integral with the shaft rotate in the same direction, they are of symmetrical profile, and arranged on both sides. other of the connecting rod. They act on their own set (link + gear) to ensure, in turn, the movements of raising and lowering of the piston.

b) Forme de la came : on adoptera un profil en développante de cercle, dont le cercle de base sera centré sur l'arbre moteur, la biellette qui lui est associée étant tangente au cercle de base de la développante. b) Shape of the cam: a circle involute profile will be adopted, the base circle of which will be centered on the drive shaft, the link associated with it being tangent to the base circle of the involute.

Avantage de la came en développante de cercle - Les actions exercées par la came se font toujours dans le sens de l'axe de la biellette. Elles sont transmises au piston par l'intermédiaire de deux crémaillères et d'un engrenage. Il y a donc transmission intégrale des efforts, sans forces parasites, et ceci quelle que soit la position du piston.Advantage of the cam as an involute - The actions exerted by the cam are always in the direction of the axis of the link. They are transmitted to the piston via two racks and a gear. There is therefore integral transmission of forces, without parasitic forces, and this regardless of the position of the piston.

- De plus, le système est réversible, action du piston sur l'arbre ou de l'arbre sur le piston et avec les mêmes rendements qu'un système d'engrenages.- In addition, the system is reversible, action of the piston on the shaft or of the shaft on the piston and with the same yields as a gear system.

- Possibilité de taux de compression élevés, l'effort étant transmis intégralement, jusqu'au point mort haut.- Possibility of high compression ratios, the force being transmitted in full, to the top dead center.

- Simplicité de réalisation de l'ensemble : piston + bielle + engrenage + biellette, qui sont un ensemble de pièces mécaniques simples.- Simplicity of production of the assembly: piston + connecting rod + gear + connecting rod, which are a set of simple mechanical parts.

- Par voie de conséquence, les pièces en mouvement sont beaucoup plus légères que dans le système classique, d'où faible inertie.- As a result, the moving parts are much lighter than in the conventional system, hence low inertia.

- Le déplacement du piston se fait à vitesse constante : la vitesse du piston, en début du temps d'explosion, est donc beaucoup plus élevée que dans le moteur conventionnel. la durée des cr8tes de température sera donc reduite.- The displacement of the piston is done at constant speed: the speed of the piston, at the start of the explosion time, is therefore much higher than in the conventional engine. the duration of temperature peaks will therefore be reduced.

Il convient de noter que toute courbe spirale dont le profil s'apparente à la développante du cercle, telle que la spirale d'Archimède ou la spirale logarithmique, par exemple, peut être utilisée pour le profil de la came, quoique dans ce cas, la transmission du mouvement donne lieu à des forces parasites sur la biellette. It should be noted that any spiral curve whose profile is similar to the involute of the circle, such as the Archimedean spiral or the logarithmic spiral, for example, can be used for the profile of the cam, although in this case, the transmission of movement gives rise to parasitic forces on the link.

c) Réalisation pratique - Les mouvements alternés du piston seront obtenus en utilisant 2 cames en développante de cercle, ayant le même cercle de base9 centrées sur l'arbre sur lequel elles sont fixées. c) Practical realization - The alternating movements of the piston will be obtained using 2 developing cams, having the same base circle9 centered on the shaft on which they are fixed.

Les profils des deux cames, seront, l'une par rapport à l'autre, des développantes inverses ; elles imprimeront, de ce faits à leur bielîlettes qui leur sont respectivement associées des mouvements de translation de sens contraire. The profiles of the two cams will be, in relation to each other, inverse involutes; they will print, from this fact to their links which are respectively associated with them, translational movements in the opposite direction.

Enfin, les parties utiles des 2 cames seront symétriques, et calculées pour agir pendant 1/2 tour d'arbre b elles seront, de plus, calées entre elles pour opérer successivement l'une après l'autre. Finally, the useful parts of the 2 cams will be symmetrical, and calculated to act for 1/2 a shaft revolution b they will also be wedged together to operate successively one after the other.

Chaque came agira sur un galet solidaire de la biellette qui lui est associe, ce sera donc une "came à rainure - Dans la pratique, il n'est pas possible de retourner ainsi le sens du déplacement de l'ensemble (piston + bielle + engrenage + biellette) arrivant en fin de course, animé d'un mouvement de vitesse uniforme, sans passer par une phase intermédiaire permettant cette inversion dans des conditions normales. Each cam will act on a roller integral with the link which is associated with it, it will therefore be a "grooved cam - In practice, it is not possible to thus reverse the direction of movement of the assembly (piston + connecting rod + gear + rod) arriving at the end of the race, animated by a uniform speed movement, without going through an intermediate phase allowing this inversion under normal conditions.

Dans ce but, il est prévu, en début et fin de profil de chaque came, une partie suivant un arc de cercle, centré sur le cercle de hase. Son action correspondra donc, pour le piston, àun temps de repos, avant qu'il ne reparte dans l'autre sens. De plus, les profils des deux cames qui sont des courbes symétriques sont calculés pour que ces parties circulaires soient en prise, simultanément surileurs galets respectifs; Par ailleurs, pour éviter l'effet de choc, sur les galets, la jonction entre la partie de la came en développante, et ses-deux parties à profil circulaire, qui lBenca- drent, sera faite par un profil de liaison approprié. For this purpose, there is provided, at the beginning and end of the profile of each cam, a part following an arc of a circle, centered on the hase circle. Its action will therefore correspond, for the piston, to a time of rest, before it starts again in the other direction. In addition, the profiles of the two cams which are symmetrical curves are calculated so that these circular parts are engaged, simultaneously on the respective roller threaders; Furthermore, to avoid the impact effect on the rollers, the junction between the part of the involute cam and its two parts with circular profile, which frame, will be made by an appropriate connection profile.

20 Au niveau du cycle, il devient possible d'éviter les solutions de compromis d'avance ou de retard, en déclenchant les ouvertures et les fermetures des soupapes, ainsi que l'avance à l'allumage, pendant les périodes de repos du piston. 20 At the cycle level, it becomes possible to avoid advance or delay compromise solutions, by triggering the valve openings and closings, as well as the ignition advance, during the periods of piston rest .

On propose en variante, d'améliorer le cycle classique actuel à courses de pistons identiques pour les 4 temps, en réalisant une détente complète par adoption d'une course (explosion-échappement) supérieure à la course (admission-compression). On utilisera donc, au maxinum, l'énergie des gaz dont la température, en fin de cycle, sera abaissée, ce qui autorisera des taux de compression importants, facteurs de rendements élevés. As a variant, it is proposed to improve the current conventional cycle with identical piston strokes for the 4-stroke, by achieving complete expansion by adopting a stroke (explosion-exhaust) greater than the stroke (intake-compression). We will therefore use, to the maximum, the energy of the gases whose temperature, at the end of the cycle, will be lowered, which will allow significant compression rates, factors of high yields.

Cette solution de cycle différentiel est possible en prévoyant : sur la came de montée : une piste pour la course longue (échappement) une piste pour la course réduite (compression) et une disposition identique sur la came de descente pour l'explosion et l'admission. Chacune des cames agissant tour à tour pour la succession des temps. les dispositions décrites antérieurement, pour la réalisation et la disposition des cames, demeurent valables étant bien entendu que, dans ce dispositif, à un tour d'arbre correspond un cycle complet comprenant 2 courses de montée et deux courses de descente du piston. This differential cycle solution is possible by providing: on the ascent cam: a track for long travel (exhaust), a track for reduced travel (compression) and an identical arrangement on the descent cam for explosion and admission. Each of the cams acting in turn for the succession of times. the arrangements described above, for the production and arrangement of the cams, remain valid, it being understood that, in this device, a revolution of the shaft corresponds to a complete cycle comprising 2 up strokes and two down strokes of the piston.

3"- Au niveau de l'architecture du moteur, une disposition des cylindres sur une couronne, centrée sur l'arbre moteur permet de ngavoir qu'un seul jeu de cames, et qu1un même carter pour supporter ces cylindres, quel que soit leur nombre. 3 "- At the level of the architecture of the engine, an arrangement of the cylinders on a crown, centered on the engine shaft makes it possible to have only one set of cams, and that the same casing to support these cylinders, whatever their number.

A noter toutefois que cette disposition n-' est valable que si la bielle et les biellettes sont décalées entre elles par rapport au plan perpendiculaire à l'arbre moteur et définies par l'axe des bielles des différents cylindres ; car l'on pourra alors faire se superposer les systèmes de biellettes, et donc resserrer les cylindres, et en augmenter le nombre. Note, however, that this arrangement is only valid if the connecting rod and the connecting rods are offset from each other with respect to the plane perpendicular to the driving shaft and defined by the axis of the connecting rods of the different cylinders; because we can then superimpose the rod systems, and therefore tighten the cylinders, and increase the number.

Cette disposition en étoile permet, de plus, un guidage très efficace des biellettes en les faisant coulisser sur des axes fixes, pris entre la couronne supportant les cylindres et une couronne entourant l'arbre moteur. This star arrangement also allows very effective guidance of the rods by sliding them on fixed axes, taken between the crown supporting the cylinders and a crown surrounding the drive shaft.

Il est possible, en variante, de faire travailler les 2 biellettes sur le même engrenage ; celui-ci entraîne alors un engrenage coaxial entraînant la bielle du piston. Ce dispositif permet, éventuellement, en adoptant des diamètres différents pour ces 2 engrenages, de démultiplier le déplacement de la bielle, par rapport à celui des hiellettes, donc, de réduire ainsi l'encombrement du moteur. De plus, on travaille avec moins d'engrenages et de diamètres supérieurs. It is possible, as a variant, to make the 2 rods work on the same gear; this then drives a coaxial gear driving the piston rod. This device allows, possibly, by adopting different diameters for these 2 gears, to multiply the displacement of the connecting rod, relative to that of the hiellettes, therefore, thus reducing the size of the engine. In addition, we work with fewer gears and larger diameters.

4 - Au niveau de la distribution, on prévoit une couronne centrée sur l'arbre moteur, avec lequel elle est solidaire, et entourant les cylindres disposés sur leur couronne, Deux rampes de distribution, intérieures à la couronne, a profil approprié, l'une pour l'admission, l'autre pour l'échappement, viennent agir sur les soupapes disposées an t8te des cylindres. Avantages du système : - Action directe sur les soupapes comme pour un arbre à cames en tete.4 - At the distribution, there is a crown centered on the motor shaft, with which it is integral, and surrounding the cylinders arranged on their crown, Two distribution ramps, internal to the crown, with an appropriate profile, the one for the intake, the other for the exhaust, act on the valves arranged at the head of the cylinders. Advantages of the system: - Direct action on the valves as for a overhead camshaft.

- Système valable quel que soit le nombre de cylindres disposés sur la cou
ronne.- System valid regardless of the number of cylinders arranged on the neck
ronne.

- Possibilité de doubler les soupapes sans grandes difficultés.- Possibility of doubling the valves without great difficulty.

- Succession des temps moteurs.- Succession of engine times.

- Utilisation de cette couronne comme volant du moteur.- Use of this crown as an engine flywheel.

- Simplicité du dispositif. - Simplicity of the device.

5 - Au niveau de l'allumage : l'alimentation ############## des bougies sera réalisée par un contact posé sur la couronne de distribution, et recueillant le courant, en étant relié au circuit secondaire du distributeur électrique, par exemple, par l'intermédiaire d'un collecteur situé sur l'arbre moteur.5 - At the ignition level: the supply ############## of the candles will be carried out by a contact placed on the distribution crown, and collecting the current, by being connected to the circuit secondary of the electrical distributor, for example, via a manifold located on the motor shaft.

6 - Au niveau du refroidissement o l'appel à de faibles cylindrées unitaires, assurant la limitation das pertes par rayonnement, un échauffement moindre des pistons et cylindres, permet de réaliser sans problèmes un bon refroidis sement à air. On propose d'utiliser la couronne de distribution pour jouer le rôle de ventilateur. Elle sera, à cet effet, munie sur son dessus d'ouver tures, associées à des secteurs circulaires ayant la forme de pales de ven- tilateurs.6 - At the level of cooling o the call for low unit cubic capacities, ensuring the limitation of radiation losses, less heating of the pistons and cylinders, makes it possible to achieve good air cooling without problems. It is proposed to use the timing ring to play the role of fan. To this end, it will be provided with openings on its top, associated with circular sectors in the form of fan blades.

7 - Au niveau de la liaison moteur-pont : avec ce type de moteur à grand nombre de cylindres, avec étalement des temps moteur, transmission intégrale de la force motrice et couple élevé, nous aurons donc une très grande souplesse, même aux bas régimes De ce fat, il peut etre envisage la suppression de l'ensemble (embrayage + boite de vitesse3 et son remplacement par un simple coupleur hydraulique.7 - At the level of the engine-bridge link: with this type of engine with a large number of cylinders, with spreading of engine times, all-wheel drive and high torque, we will therefore have great flexibility, even at low revs From this fat, it can be considered the removal of the assembly (clutch + gearbox3 and its replacement by a simple hydraulic coupler.

8 - An niveau du bruit et de la pollution : les causes principales sont éliminées ; donc, de grands progrès sont à noter pour corriger ces 2 nuisances.8 - At the level of noise and pollution: the main causes are eliminated; therefore, great progress should be noted to correct these 2 nuisances.

9 - Une présentation des dessins.9 - A presentation of the drawings.

Figure 1 : Schéma de principe de la transmission du mouvement entre piston et arbre par l'intermédiaire d'une came D1, à profil an développante de cercle, de base C, de centre O. Son action sur la biellette bl s'exerce intégralement, sans force parasite, par l'intermédiaire du galet R1, fixé sur la biellette tangente au cercle de base C au point M qui est le centre de courbure au point R1 de la développante. Cette biellette bl, qui porte une crémaillère CR1, agiras par l'intermédiaire de l'engrenage E3 sur la bielle
B qui lui est parallèle, portant elle-même une crémaillère. Figure 1: Schematic diagram of the transmission of movement between piston and shaft by means of a cam D1, with an developing profile of a circle, base C, center O. Its action on the rod bl is fully exerted , without parasitic force, by means of the roller R1, fixed on the rod tangent to the base circle C at point M which is the center of curvature at point R1 of the involute. This rod bl, which carries a rack CR1, will act via the gear E3 on the rod
B which is parallel to it, itself carrying a rack.

Même principe, pour la descente, avec la came D2 et les éléments R2, b2, CR2, E2. Same principle, for the descent, with the cam D2 and the elements R2, b2, CR2, E2.

Figure-2 : Schéma de principe de la came en développante de cercle de base C, avec en début et enfin de profil, des parties circulaires aA et bB, centrées en O
A ces trois parties correspondent les angles de rotation 1, α, ss2 de la came. A l'angle a correspond la partie active de la came. Aux angles ss1 et ss2 correspond un temps de repos pour le galet R. De plus, sont figurées, les profils de liaison a' a" et b' b" qui permettent d'éviter l'effet de choc qui affecte le galet R lors de ses passages aux points A et B.Figure-2: Schematic diagram of the cam developing from a basic circle C, with at the beginning and finally in profile, circular parts aA and bB, centered at O
These three parts correspond to the angles of rotation 1, α, ss2 of the cam. At the angle a corresponds the active part of the cam. At the angles ss1 and ss2 corresponds a rest time for the roller R. In addition, the connection profiles a 'a "and b'b" are shown, which make it possible to avoid the shock effect which affects the roller R during of his passages at points A and B.

Figure 3 : Sur cette meme figure sont portes les dessins des 2 cames, de cercle de base commun, avec leur position respective l'une par rapport à l'autre, ainsi que les deux galets R1 et R2, associés aux biellettes b1 et b2. Par souci de clarté, la rainure des deux cames n'est figurée que par son axe. Si l'on adopte le sens de rotation défini par la flèche, ces deux cames sont ainsi caractérisées a 1ère came : ABCDA : came de descente agissant sur le galet R2. Figure 3: On this same figure are shown the drawings of the 2 cams, with a common base circle, with their respective positions relative to each other, as well as the two rollers R1 and R2, associated with the rods b1 and b2 . For the sake of clarity, the groove of the two cams is only shown by its axis. If the direction of rotation defined by the arrow is adopted, these two cams are thus characterized by a 1st cam: ABCDA: down cam acting on the roller R2.

Partie AB correspondant à l'angle de rotation de la came : ai. Part AB corresponding to the angle of rotation of the cam: ai.

Profil circulaire, galet R2 immobile.Circular profile, stationary R2 roller.

Partie BC : profil de développante : période de descente pour R2, angle de rotation de la came a2 ; temps du cycle : compression ou échap- pement. Part BC: involute profile: descent period for R2, angle of rotation of the cam a2; cycle time: compression or exhaust.

Partie CD : profil circulaire : galet R2 immobile, angle de rotation de la came a3. CD part: circular profile: stationary roller R2, angle of rotation of the cam a3.

Partie DA : période où la came n'agit plus sur le galet R2, c'est l'autre came qui agit sur le galet Ri, angle de rotation de la came : a4 temps de cycle : admission ou explosion. DA part: period when the cam no longer acts on the roller R2, it is the other cam which acts on the roller Ri, angle of rotation of the cam: a4 cycle time: admission or explosion.

A noter que, de ce fait, les parties ABCD sont des rainures à ajustage serré pour ben guider le galet R2, qui eAt alors sollicité par la came ; alors que la partie DA est usinée avec des tolérances larges, pour accompagner simplement le galet R2, sans avoir de contact avec lui. Note that, therefore, the parts ABCD are tight fitting grooves for ben guiding the roller R2, which is then acted upon by the cam; while the DA part is machined with wide tolerances, to simply accompany the R2 roller, without having contact with it.

2ème ce : EFGHE : came de montée agissant sur le galet R1
Partie EF : zone de repos pour Ri, profil circulaire, angle de rotation a3.2nd ce: EFGHE: climb cam acting on the roller R1
Part EF: rest zone for Ri, circular profile, angle of rotation a3.

Partie FG : profil de développante, montée du galet Ri, angle de rotation a4. Part FG: involute profile, mounting of the roller Ri, angle of rotation a4.

Partie GH : profil circulaire. R1 immobile, angle de rotation : α1
Partie HE : pas d'action sur le galet R1, zone de suivi, angle de rotation : α2. Part GH: circular profile. R1 stationary, angle of rotation: α 1
HE part: no action on roller R1, tracking zone, angle of rotation: α 2.

De même EFGH sont à ajustage serré ; HE est à tolérances larges. A noter par ailleurs que les relations suivantes doivent être satisfaites

Likewise EFGH are close fitting; HE has wide tolerances. Note also that the following relationships must be satisfied

Enfin, il convient de noter que les 2 cames sont calées entre elles, pour que lors du passage des parties AB et CD de la lère came sur le galet R2, les parties homologues CH et EF de la 2ème came soient en prise simultané- ment sur le galet Ri. Finally, it should be noted that the 2 cams are wedged together, so that during the passage of the parts AB and CD of the 1st cam on the roller R2, the homologous parts CH and EF of the 2nd cam are engaged simultaneously on the roller Ri.

Figure 4 : Schéma de la came de descente avec profil de raccordement anti-choc aux pointes singulières A, B, C, D de liaison des parties à profil différent. Figure 4: Diagram of the lowering cam with shock-proof connection profile at the singular points A, B, C, D connecting the parts with different profiles.

Figure 5 : Même chose pour la came de montée. Figure 5: Same thing for the climb cam.

Figure 6 : Schéma des deux cames figurées sur le même dessin, avec leurs positions respectives, dans le cas de la variante à cycle différentiel pour lequel les courses (admission/compression) sont inférieures aux courses (explosion/échappement). La encore les rainures des 2 cames ne figurent que par leurs axes. Figure 6: Diagram of the two cams shown in the same drawing, with their respective positions, in the case of the differential cycle variant for which the strokes (intake / compression) are less than the strokes (explosion / exhaust). Again the grooves of the 2 cams appear only by their axes.

- 1ère came : ABCDIJKLA
Partie ABCD : came de montée, action sur le galet R1, usinage serré
AB = angle 1 - Repos
BC = d2 - Montée, temps de cycle = explosion
CD = α3 - Repos
Partie DI : accompagnement du galet Ri, tolérances larges, angle de rota tion α4. - 1st cam: ABCDIJKLA
ABCD part: climb cam, action on roller R1, tight machining
AB = angle 1 - Rest
BC = d2 - Rise, cycle time = explosion
CD = α 3 - Rest
Part DI: support of the roller Ri, wide tolerances, angle of rotation α 4.

Partie IJKL : action sur le galet Ri, usinage serré
IJ = angle α5 5 - Repos
JK = α6 - Montée, temps moteur, admission
KL = α7 - Repos
Partie LA angle α8 - Accompagnement du galet R1, tolérances larges. On note par ailleurs,

Part IJKL: action on roller Ri, tight machining
IJ = angle α 5 5 - Rest
JK = α 6 - Ascent, engine time, intake
KL = α 7 - Rest
Part LA angle α 8 - Support of the roller R1, wide tolerances. We also note,

Donc, BC, course longue du piston : explosion, détente. So BC, long piston stroke: explosion, detent.

IK : course réduite, admission. IK: reduced race, admission.

- 2ème came : EFGHMNOPE
Elle agit selon les mimes règles que la précédente, mais sur le galet R2 et la biellette b, pour les mouvements de descente.- 2nd cam: EFGHMNOPE
It acts according to the same rules as the previous one, but on the roller R2 and the rod b, for the downward movements.

Partie FG : descente longue : échappement - angle a4
NO : descente réduite : compression - angle a8
On note, de plus, les relations suivantes ; α1+α2+...α8 = 36a; et a6=a8
Le rapport

détermine le rapport de détente qui est égal a 1 dans les moteurs conventionnels, De même lorsque les parties à profil circulaire de la lère came sont en prise sur le galet Ri, les parties homologuées de la 2ème came le sont sur leur galet R2.Part FG: long descent: exhaust - angle a4
NO: reduced descent: compression - angle a8
We note, moreover, the following relationships; α 1 + α 2 + ... α 8 = 36a; and a6 = a8
The report

determines the expansion ratio which is equal to 1 in conventional motors. Similarly, when the circular profile parts of the 1st cam are engaged on the roller Ri, the approved parts of the 2nd cam are on their roller R2.

Figure 7 : Schéma de la came de montée avec les profils de raccordement aux points A, B, C, D, I, J, K, L. Figure 7: Diagram of the mounting cam with the connection profiles at points A, B, C, D, I, J, K, L.

Figure 8 : Came de descente. Figure 8: Lowering cam.

Figure 9 : Vue en coupe montrant la disposition des principaux éléments du moteur : une couronne 5 supporte l'ensemble des pistons-cylindres 4. Figure 9: Sectional view showing the arrangement of the main engine components: a crown 5 supports all of the piston-cylinders 4.

La liaison entre la bielle du piston 6, et les 2 biellettes 7, se fait au moyen des engrenages 8. Ces 2 biellettes dont l'axe est tangent au cercle de base 13, confondu dans le cas de figure avec l'autre moteur, coulissent sur deux -axes fixes 10, liés en partie haute à la couronne 5, et en partie basse à la couronne 12 entourant l'arbre moteur sur lequel elle est montée libre. Les 2 cames à rainure 11, solidaires de learbre9 entraînant les biellettes par l'intermédiaire des galets 9. La couronne de distribution 3, elle aussi, solidaire de l'arbre, supporta les 2 rampes 2 actionnant directement les soupapes. The connection between the piston rod 6, and the 2 rods 7, is made by means of the gears 8. These 2 rods whose axis is tangent to the base circle 13, coincident in the case with the other motor, slide on two fixed axes 10, linked at the top to the crown 5, and at the bottom to the crown 12 surrounding the drive shaft on which it is mounted free. The 2 grooved cams 11, integral with learbre9 driving the rods via the rollers 9. The timing gear 3, also, integral with the shaft, supported the 2 ramps 2 actuating the valves directly.

Rappelons que cette couronne jouera également le r8le de volant du moteur et de ventilateur, des pales étant disposées sur sa face, étant bien entendu que le carter 1 comportera des orifices nécessaires pour la circulation du flux d'air de refroidissement. L'ensemble est inclus dans le carter 1. Recall that this crown will also play the role of flywheel of the engine and fan, blades being arranged on its face, it being understood that the casing 1 will have orifices necessary for the circulation of the flow of cooling air. The assembly is included in housing 1.

La disposition décalée des biellettes et de leurs engrenages associés, par rapport à la bielle permet une disposition des cylindres en étoile sur le carter 5, en nombre élevé, 14 dans le cas de figure, décalés entre eux suivant des angles de 250 43'. The staggered arrangement of the connecting rods and their associated gears, relative to the connecting rod allows the star cylinders to be arranged on the casing 5, in high number, 14 in the case in point, offset between them at angles of 250 43 '.

Figure 10 : Vue de face du moteur. Pour que cette vue reste bien visible, seule la rainure de la came arrière a été figurée
Figure 11 : Variante dans laquelle les 2 biellettes 7 agissant sur un seul engrenage 8. Pour réaliser ce montage, il conviendra de modifier le calage des 2 cames qui agiront sur 2 biellettes non parallèles. L'engrenage coaxial 15 actionne la biellette 6, un galet 14, fixé sur le même axe supportera la bielle 8.Figure 10: Front view of the engine. To keep this view clearly visible, only the groove of the rear cam has been shown.
Figure 11: Variant in which the 2 links 7 acting on a single gear 8. To perform this assembly, it will be necessary to modify the setting of the 2 cams which will act on 2 non-parallel links. The coaxial gear 15 actuates the link 6, a roller 14 fixed on the same axis will support the link 8.

On a prévu, de plus, le diamètre du galet 15 supérieur au galet 8. In addition, the diameter of the roller 15 is greater than the roller 8.

On diminuera ainsi les dimensions de la came, pour obtenir en conséquence une réduction de l'encombrement total, avec des diamètres d'engrenages supérieurs.The dimensions of the cam will thus be reduced, in order to consequently obtain a reduction in the total size, with larger gear diameters.

Figure 12 : Schéma de principe de l'utilisation de la couronne de distribution pour l'alimentation du circuit électrique d'allumage des bougies : -
1. Primaire du circuit de distribution Secondaire
3. Rupteur du courant BT, entraîné par l'arbre 6
4. Couronne de distribution du moteur.Figure 12: Schematic diagram of the use of the timing ring to supply the spark plug electrical circuit: -
1. Primary of the secondary distribution circuit
3. LV current breaker, driven by the shaft 6
4. Engine timing gear.

5. Collecteur fixé sur l'arbre 6
7, Bras de distribution du courant HT aux bougies.5. Collector fixed on the shaft 6
7, HV current distribution arm to the spark plugs.

Figure 13 a) Diagramme du déplacement e du piston, en fonction du temps. Figure 13 a) Diagram of the displacement e of the piston, as a function of time.

Nous avons les temps suivants
Explosion : AB )
Echappement : CD
Aspiration : EF )
Compression : GH si@ est la vitesse angulaire
de l'arbre, l'abaisse du
point H correspond au temps

soit un tour d'arbre. We have the following times
Explosion: AB)
Exhaust: CD
Aspiration: EF)
Compression: GH if @ is the angular velocity
of the tree, the lowering of the
point H corresponds to time

or a tree turn.

Les pa@@ies aa', bb'...hh', correspondent aux profils de liaison prévus pour éviter l'effet de choc.The pa @@ ies aa ', bb' ... hh ', correspond to the connection profiles provided to avoid the shock effect.

Le déroulement des temps s'effectua de la façon suivante allumage : il se produit sur le palier HA. On évite ainsi que l'avance a l'allumage ne se produise avant la fin du temps précédent de compression qui pourra ainsi être mené jusqu'à son terme. De plus, le phénomène dsex- plosion qui n'est pas instantané sera déclenché en un point 2 du palier
HA, déterminé lui-me#e en conséquence pour que la fin de l'inflammation des gaz se produise du point A à partir duquel commencera la détente, suivant le dispositif classique d'avance à l'allumage.The time sequence was as follows: ignition: it occurs on the HA stage. This prevents the ignition advance from occurring before the end of the previous compression time which can thus be carried to its end. In addition, the explosion phenomenon which is not instantaneous will be triggered at point 2 of the level
HA, determined itself # e accordingly so that the end of the ignition of the gases occurs from point A from which the trigger will begin, according to the conventional device for ignition advance.

L'ouverture de la soupape d'échappement aura lieu au point 2, après une course longue du piston, permettant une détente poussée. De plus, le palier b2C est calculé pour permettre un tassement, puis un retournement des sens des az, et ceci, avant la remontée du piston pour l'opération d'échappement
en 3 : ouverture de la soupape d'admission
en 4 : fermeture de la soupape d'échappement donc, l'admission débutera en fin de détente, mais avant la fermeture de l'échappement. On associe donc un bon balayage des gaz, avec une bonne amorce de l'aspiration sans nuire en déroulement correct du cycle.The opening of the exhaust valve will take place at point 2, after a long stroke of the piston, allowing a deep relaxation. In addition, the b2C bearing is calculated to allow a settlement, then a reversal of the az directions, and this, before the ascent of the piston for the exhaust operation.
in 3: opening of the intake valve
in 4: closing of the exhaust valve therefore, the intake will start at the end of expansion, but before the closing of the exhaust. We therefore associate a good sweeping of the gases, with a good initiation of the suction without affecting the correct progress of the cycle.

en 5 : fin de l'admission - le courant d'admission se poursuivra après que le piston ait atteint le point mort bas, durant sa période de repos, ce qui signifie un ramplissage maximum quel que soit le régime. En définitive, il ressort que le raccourcissement de certains cycles, et les chevauchements des temps qui se produisent dans les moteurs actuels au détriment du rendement, n'ont plus lieu par utilisation des paliers intermédiaires I-a, b'c... in 5: end of intake - the intake current will continue after the piston has reached bottom dead center, during its rest period, which means maximum filling whatever the speed. Ultimately, it appears that the shortening of certain cycles, and the overlapping of times that occur in current engines at the expense of efficiency, no longer take place by using intermediate bearings I-a, b'c ...

fyg. On respecte ainsi le cycle théorique. fyg. This respects the theoretical cycle.

b) Diagramme des vitesses
On voit que la vitesse est beaucoup plus élevée, en début de chaque cycle.b) Velocity diagram
We see that the speed is much higher, at the start of each cycle.

que dans le système conventionnel, puisqu'elle n'a pas la forme sinusoïdale.than in the conventional system, since it does not have the sinusoidal form.

ta durée des cretes de température sera donc réduite en conséquence.your duration of temperature peaks will therefore be reduced accordingly.

c) Diagramme des accélérations
Les profils de liaison aa', bb' seront définis de façon que les accéléra- tions correspondantes aient une allure sinusoïdale. pour éviter tout effet de choc.c) Acceleration diagram
The connection profiles aa ', bb' will be defined so that the corresponding accelerations have a sinusoidal shape. to avoid any shock effect.

Remarque : les diagrammes correspondent à un cycle de type différentiel, les explications ci-dessus demeurent valables pour un cycle d'égale amplitude pour les 4 temps, étant entendu que, dans ce cas, l'abcisse du pointu a pour valeur

correspondant à 2 tours de l'arbre
Le nouveau type de moteur, objet de l'invention, peut etre utilisé dans tous les cas où l'on trouve le moteur à explosion actuel, qu'il s'agisse dc grosses unités telles que les matériels de travaux publics, jusqu'aux petits engins, qu'il s'agisse d'installations mobiles telles que véhicules de tout type, ou d'installations fixes telles que compresseurs ou groupes électrogènes, et, dune façon générale, toute les fois que l'on recherche la production d'énergie disponible, dans de bonnes conditions de rendement, de fiabilité, de pollution réduite, de moindre bruit.Note: the diagrams correspond to a differential type cycle, the explanations above remain valid for a cycle of equal amplitude for the 4 beats, it being understood that, in this case, the abscissa of the pointed has for value

corresponding to 2 turns of the tree
The new type of engine, object of the invention, can be used in all cases where the current internal combustion engine is found, whether it be large units such as public works equipment, up to small machines, whether mobile installations such as vehicles of any type, or fixed installations such as compressors or generators, and, in general, whenever we seek the production of energy available, in good conditions of performance, reliability, reduced pollution, lower noise.

Cette invention peut être utilisée pour les moteurs à essence, comme pour les moteurs à gaz, ou diesels, avec les memes avantages par rapport aux solutions actuelles. This invention can be used for gasoline engines, as for gas engines, or diesels, with the same advantages compared to current solutions.

Claims

10 / - Internal combustion engine, characterized by the transmission between pistons 4 and motor shaft 13 produced by means of a single set of 2 symmetrical cams, dhaped between them to ensure successively the movements of raising or lowering of pistons 4 , each acting on the racks 7 actuating the connecting rods 6 of the pistons by means of the gears 8.

The shape of the cams allows the pistons to be given rest periods, between the four cycle times, during which the ignition takes place, and the valve openings and closings.

The cylinders i are arranged in a star on a ring 5, concentric with the motor shaft 13; this drives a crown 3 ensuring the control of the valves, the role of flywheel, the cooling of the cylinders, and the distribution of the ignition current to the spark plugs.

24 / - Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the connecting rod 6, a single axis integral with the piston 4, guided to move along the axis thereof, undergoes, by means of the gears . 8, and racks 7s of displacement 3 of the same amplitudes but in the opposite direction as the racks 7 under the action of the cams with grooves ll acting on the rollers of the racks 9.

The connecting rod 6 and the racks 7 have their parallel axes.

3 / - Explosion motor according to claim 1, characterized in that the grooved cam ll comprises a part AB in the form of a circle, the base circle C of which is concentric with the motor shaft 13 on which it is fixed , framed by two parts in circular profile aA and bB concentric with the motor shaft9 with 2 connection profiles aa "and bb" at the connection points A and B of the different profiles.

The rack 7 has its axis tangent to the base circle of the involute, at its point of action M with the roller 11, which is the center of curvature of the involute.

40 / - Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that; in the shape of the cane, any spiral curve whose profile is similar to the involute of a circle, in particular the Archimedean or logarithmic spiral, is suitable also for cause 50 / - Internal combustion engine, according to claim 37 characterized in that the reciprocating movement of the piston is ensured by 2 symmetrical cams, of the same center, and of the same basic circle, acting on the 2 parallel racks 7, their setting is characterized by the fact that they are engaged simultaneously on their respective rollers, when passing over their parts with circular profile AB and G &num; id on the one hand,

CD and EF on the other hand. There is thus thus, per shaft revolution, a successive action, -and equal angle of rotation of the 2 cams.

In addition, each name has profile parts corresponding to a working zone BC or .GF and to rest zones AB or HG and CD or EF, for which a precise adjustment of the groove will allow rigorous guiding of the rollers and a DA or HE support zone, for which the roller is no longer stressed by the cam, the groove has wide tolerances.

- - Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the profile of the cam is arranged to achieve, according to the same principles a long expansion cycle for which the explosion and exhaust strokes are greater than intake and compression strokes.

The corresponding cam, and its symmetrical, is characterized by 2 working zones of different length BC and JK, or

FG and NO, framed by rest parts, circular, concentric with the motor shaft; between each work area is an area of a @@ cm DI and LA, or

HM and PE.

7 / - - Internal combustion engine according to claim 1, character

risé in that the cylinders are arranged on a crown 5, centered on the shaft 13, by the center of which all compete

cylinders; the racks 7 are operated by a single

cam set.

8 / - Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the racks 7 are carried by colon

nes 10 fixed, integral in their upper part of the

crown 5, and e their lower part to the crown 12,

which surrounds the tree 13; racks 7 can slide

on these colonnas 10.

In addition, the latter are not arranged in the

same plane as the connecting rods 6, but arranged symmetrically

and set back from this plan; the gears that trans

put the movement between racks 6 and pistons 7 being

provided with sufficient width to be taken with one

And the others.

9 / - - Internal combustion engine according to claim 7, character

laughed at in that a timing ring 3 ensures a com

direct valve control. It is attached to the tree

motor 13, and door 2 distribution ramps 2 for opening-

re and closing of the valves, with additional ramps

shut up If lion multiplies the number of valves

10 / - Internal combustion engine according to claim 2, character

laughed at in that the racks 7 act on a single gear

swim 8; the columns 10 which support them are arranged,

between crowns 5 and 12, so that the racks can

feels overlapping, the timing of the cams being provided in

result.

The gears 15, carried by the same axes as the

gears 8, ensuring the transmission of movement between

parts 7 and 6.

The rollers 14, also carried by the same axis ensure

the guide rods 6.

11 / - Internal combustion engine according to claim 9s characterized in that the crown 3 also plays the role of fan of the cylinders by a system of openings arranged on the flat face of the crown, with blades for the creation of an air flow on the cylinders 12 / - explosion lotter, according to claim 9, characterized in that the crown ensures the distribution of current to the spark plugs. The current from the secondary circuit 2 arrives at a collector 5 secured to the shaft 6 connected to a distribution arm 7 fixed on the distribution ring.

13 / - Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the cycle will include the ignition advance 1, the opening and closing of the exhaust 2 and 4, the opening and closing of the 'admission 3 and 5 located on the rest zones of the cylinders, in their high or low positions.