Machine à pistons rotatifs à battement contrôlé (MPRBC)

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Créer le mouvement à partir d'une source d'énergie, le convertir en un autre plus utile grâce à un dispositif adéquat, tout en ayant un bon rendement et en en respectant l'environnement,

tels sont les défis que relève SYCOMOREEN.


SYCOMOREEN est une société familiale que mon père a créée pour développer tout une famille de brevets axés sur les énergies renouvelables.

Comme certains le savent déjà, je suis ingénieur (IFMA) et enseignant en classes préparatoires aux grandes écoles, ce qui m'a permis, depuis plusieurs années, de mettre en musique "scientifico-juridique" nos différentes idées et créations.

Aujourd'hui est un grand jour puisque je vous propose de découvrir le premier bébé SYCOMOREEN:

la machine à pistons rotatifs à battement contrôlé

Le brevet a été déposé le 19 décembre 2007 à l'INPI

Dans l'immédiat, nous ne publions pas les revendications de ce brevet pour des raisons juridiques et de propriété intellectuelle.

Néanmoins, vous avez accès à toutes les figures, gif animées et descriptifs.

Un site internet complet va arriver dès que possible :

http://sycomoreen.free.fr/

Soyez indulgents pour les bugs...

Nous attendons vos réactions sur cette nouvelle machine utilisable aussi bien en pompe/compresseur que moteur.

Pour l'instant, nous déveleppons seuls nos machines, mais sommes ouverts à toute proposition de partenariat industriel.

Bonnes lecture et découverte !

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ABRÉGÉ

Machine (1) de type moteur ou pompe comprenant :

- un bloc moteur (6),

- au moins une paire de pistons (7A,7B,7C,7D) délimitant au moins une chambre (42A,42B,42C,42D) et adaptés pour effectuer un mouvement de rotation alternée pour faire varier le volume de chaque chambre,

- une culasse (E3) pour faire entrer et sortir le fluide dans chaque chambre,

- un arbre moteur (30) adapté pour effectuer un mouvement de rotation continue autour d'un axe central de rotation moteur (40),

- un mécanisme de conversion de mouvement (E4) contrôlant les battements des pistons rotatifs de manière à convertir leur mouvement en rotation continue sur l'arbre moteur (30) autour de l'axe de rotation moteur (40).

- une ou plusieurs distributions rotatives offrant optionnellement de très larges possibilités, tout particulièrement dans le cas d’un moteur thermique : calage variable entièrement pilotable en phase et en ouverture indépendamment pour chaque chambre, désactivation à volonté d’une ou plusieurs chambres

- optionnellement un système de réglage du taux de compression indépendamment pour chaque chambre optimisant le fonctionnement des moteurs suralimentés.

L’ensemble constituant, à partir de 2 paires de pistons rotatifs, une machine entièrement et parfaitement équilibrée, extrêmement compacte et légère, compatible avec le thermoallumage et le photoallumage (CAI/HCCI) grâce à une cinématique favorable, et de rendement optimal selon les évolutions de son environnement.

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Principe de base généralisable présenté ici pour 2 paires de pistons rotatifs,



généralisable à N paires de pistons rotatifs
animation visible sur http://sycomoreen.free.fr/syco_francais ... le_4T.html

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L'invention concerne un dispositif destiné à constituer un moteur apte à produire un travail mécanique sous la pression d'un fluide, ou une pompe apte à transvaser ou mettre sous pression un fluide. Lorsque le dispositif constitue un moteur, le fluide sous pression peut être obtenu, notamment, par une colonne de liquide, par une réserve d'air comprimé ou par la combustion d'un carburant. Lorsque le dispositif constitue une pompe, il faut lui fournir une énergie mécanique qui est alors communiquée au fluide comprimé et/ou transvasé.

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Schéma général en perspective éclatée



Vous y distinguerez les 4 étages E1,E2,E3,E4 dont l'empilement donne l'architecture générale du moteur.

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La présente invention s’en démarque nettement à raison des arrangements suivants :
- le bloc moteur (6) est fixe et définit le volume intérieur (41)
- au moins une paire de pistons (7A,7B,7C,7D) est disposée dans le volume intérieur (41) ; lesdits pistons délimitent au moins une chambre (42A,42B,42C,42D) et sont adaptés pour effectuer un mouvement de rotation alternée autour de leur axe théorique et individuel de rotation (50A,50B,50C,50D) par rapport au bloc moteur (6) dans ledit volume intérieur (41) afin de faire varier le volume de chaque chambre (42A,42B,42C,42D),
- la culasse (E3) est fixe pour faire entrer et sortir le fluide dans chaque chambre,
- un mécanisme de conversion de mouvement (E4) relie les mouvements de rotation alternée des pistons (7A, 7B,7C,7D) autour de leur axe de rotation théorique et individuel (50A, 50B, 50C, 50D) au mouvement de rotation continue de l'arbre moteur (30) suivant son propre axe de rotation (40). Ce mécanisme de conversion permet de contrôler les battements individuels des pistons. Un battement de piston est défini par son mouvement complet entre deux positions angulaires extrémales identiques, et successives autour des axes (50A,50B,50C,50D) : c’est aussi un seul cycle de rotation alternée dudit piston. Les mécanismes de contrôle du battement des pistons rotatifs peuvent être, notamment, des deux genres suivants : l’un basé sur l’usage d’un « losange déformable », l’autre sur celui d’une « came rotative complexe ».
- un arbre moteur (30) est adapté pour effectuer un mouvement de rotation continue autour d'un axe bien particulier (40), caractérisé en ce que cet axe de rotation est parallèle et équidistant de tous les axes théoriques et individuels de rotation des pistons (50A,50B,50C,50D), auxquels on associe des axes de rotation physiques (47A,47B,47C,47D).
Pour synchroniser les mouvements des pistons et convertir leur mouvement alterné de rotation en mouvement de rotation continue sur l'arbre de sortie, le moteur à combustion interne décrit dans US?5 222 463 utilise deux bras portés par deux tubes coaxiaux solidaires d’au moins deux pistons non consécutifs, lesdits bras comportant des lumières dans lesquelles coulissent les manetons d'un vilebrequin. La puissance produite par les battements des pistons rotatifs transite par un seul chemin avec 2 pièces coaxiales mécaniquement différentes, rendant délicate la conversion sur les deux bras massifs dont le mouvement n’est pas équilibré.

Au contraire, la présente invention consiste à faire transiter la puissance par différents chemins mécaniquement identiques au sein de la machine afin d’obtenir :
- un dimensionnement plus léger des pièces, en particulier celles convertissant le mouvement de rotation alternée des pistons en mouvement de rotation continue de l'arbre de sortie,
- une réduction globale de leur coût grâce à l’obtention de séries plus importantes de pièces plus légères,
une puissance élevée de la machine, parfaitement et entièrement équilibrée à partir de 2 paires de pistons, permettant ainsi une forte augmentation de sa vitesse de rotation.

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Machine sans l'étage E4 destiné à la conversion du mouvement



On y voit :
- l'étage E3 destiné à réaliser les échanges gazeux,
- l'étage E2 destiné à réaliser les conversion thermomécaniques,
- l'étage E1 destiné à réguler l'injection et le taux de compression

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De préférence, les axes de rotation de pistons (50A,50B,50C,50D) sont équidistants de l'axe de rotation moteur. Leurs intersections avec un plan orthogonal à l’axe (40) forment un polygone régulier centré sur l’axe (40) dont le nombre de sommets vaut le nombre de pistons rotatifs (7A,7B,7C,7D) de la machine.
Selon une caractéristique complémentaire conforme à l'invention, le dispositif comprend en outre de préférence des sculptures extérieures (43A,43B,43C,43D) solidaires des pistons (7A,7B,7C,7D) et engrenant les unes avec les autres. Ainsi, d’une part, les chambres (42A,42B,42C,42D) sont plus étanches, et d’autre part, la synchronisation des pistons est favorisée puisque la distance entre les axes de rotation des pistons et leur nombre pair permettent aux sculptures d'engrener directement entre elles, sans nécessiter d'élément intermédiaire supplémentaire.
Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, le dispositif comprend de préférence autant de chambres que de pistons.


Ainsi, chacun des pistons rotatifs sépare constamment deux chambres consécutives parmi toutes les autres chambres (42A,42B,42C,42D) et effectue à chaque instant un balayage à effet double :
- une diminution du volume de la première chambre, et simultanément,
- une augmentation du volume de la deuxième chambre lui étant consécutive.
Ceci garantit une haute compacité du moteur.

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Etage E1 en perspective éclatée

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Selon encore une autre caractéristique conforme à l'invention, le mécanisme de conversion de mouvement du type « losange déformable » comprend de préférence :
- des coulisseaux (21,22,23,24) se translatant radialement par rapport à l'axe de rotation moteur (40),
- des bielles (25,26,27,28) reliant deux à deux les coulisseaux,
- des excentriques (9A,9B,9C,9D) entraînés par les pistons (7A,7B,7C,7D) et reliés aux bielles,
- au moins un maneton solidaire de l'arbre moteur (30) et entraîné par les coulisseaux.
En particulier, si les manetons, les bielles, les coulisseaux, les excentriques et les pistons sont montés sur des roulements, un haut rendement du mécanisme peut être atteint et la fiabilité accrue par diminution de l’usure des pièces.
Selon une caractéristique complémentaire, ce dispositif générique type « losange déformable » requiert de préférence une architecture composée de 4 pistons, 4 excentriques, 4 bielles, 4 coulisseaux et deux manetons présentant les caractéristiques suivantes :
- les bielles (25,26,27,28) sont montées rotatives, exactement en leur milieu sur les excentriques (9A,9B,9C,9D), et leur prolongement définit exactement un losange déformable, et
- deux des quatre coulisseaux (23,24) se translatent dans une première direction, en sens contraire l'un de l'autre,
- les deux autres coulisseaux (21,22) se translatent dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, en sens contraire l'un de l'autre,
- les coulisseaux (23,24) sont les plus éloignés lorsque les coulisseaux (21,22) sont les plus rapprochés, et inversement.
- les manetons sont diamétralement opposés et chacun constamment au contact de deux appuis consécutifs et orthogonaux parmi les 4 appuis (31,32,33,34) guidés par les 4 coulisseaux (21,22,23,24).
La robustesse et le rendement du mécanisme de conversion sont ainsi encore améliorés car le guidage parfait desdits coulisseaux peut se faire notamment avec des roulements tangents aux rainures (36,37) de la plaque (29).