Piston Octogonal à Géométrie Déformable Contrôlée (POGDC)

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La chambre centrale (CE) a une volumétrie dont la période de variation est deux fois plus courte que celle de des autres chambres (CA,CB,CC,CD,COPA,COPB,COPC,COPD).

Le piston octogonal (POGD) génère donc à l’issue d’une période de son mouvement correspondant au rapprochement de (TPB,TPD), puis au rapprochement de(TPA,TPC) :
- 2 aspirations de la chambre centrale (CE)
- 2 refoulements de la chambre centrale (CE)
- 4 aspirations pour l’ensemble des chambres périphériques (CA,CB,CC,CD)
- 4 refoulements pour l’ensemble des chambres périphériques (CA,CB,CC,CD)
- 4N aspirations pour les 4N chambres optionnelles périphériques (COPA,COPB,COPC,COPD)
- 4N refoulements pour les 4N chambres optionnelles périphériques (COPA,COPB,COPC,COPD)

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- la figure 4D est la vue assemblée de la figure 4C, et en perspective d’une machine(POGDC) conforme à l’invention dans sa variante « carter périphérique à glissières »

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On a donc virtuellement sur une période du piston (POGD)

- Pour la variante « carter périphérique à rotation » : 6 chambres dont :
o Deux chambres centrales (CE),
o Quatre chambres périphériques : une(CA), une(CB), une(CC) et une(CD),

- Pour la variante « carter périphérique à glissières » :
(6+4N) chambres dont :
o Deux chambres centrales (CE),
o Quatre chambres périphériques : une(CA), une(CB), une(CC) et une(CD),
o Lorsque N est un entier positif, 4N chambres optionnelles périphériques (COP) :§ (COPA1),(COPB1),(COPC1),(COPD1),
§ (COPA2),(COPB2),(COPC2),(COPD2),…
§ (COPA[N]),(COPB[N]),(COPC[N]),(COPD[N]),

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- les figures 4E et 4F sont des vues de face et arrière de la figure 4D, avec mécanisme « sinus »

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Dans tous les cas, lorsque la machine (POGDC) est un moteur à combustion, le cycle 4 temps (admission, compression, explosion/détente, échappement) est réalisable sur toutes les chambres.

Ainsi, deux périodes du mouvement de (POGD) génèrera :
- 4 cycles 4T sur les chambres périphériques(CA,CB,CC,CD)
- 4N cycles 4T sur les chambres optionnelles(COP),
- 2 cycles 4T sur la chambre centrale(CE).

Selon une deuxième caractéristique complémentaire, conforme à l’invention dans sa variante « carter périphérique à rotation » utilisée en moteur à combustion interne, on peut doubler le nombre de cycles des chambres périphériques en installant sur chaque lobe du profil intérieur de (CPR) une lumière soufflante (LUS,LUS1,LUS2) et une lumière aspirante (LUA,LUA1,LUA2) pour chasser les gaz d’échappement par des gaz frais.

Les flux à travers ces lumières sont garantis par des dispositifs annexes dont les caractéristiques permettent :
- une suralimentation avec un dispositif soufflant (DS1,DS2), un dispositif aspirant (DA1,DA2), et éventuellement une restriction cyclique de débit (RCD1,RCD2) posée sur la lumière aspirante (LUA1,LUA2), permettant à chaque fin d’admission une pression de suralimentation dans les chambres périphériques (CA,CB,CC,CD),
- un recyclage des gaz d’échappement avec un dispositif (DS1,DS2) soufflant modérément, un dispositif (DA1,DA2) aspirant faiblement, afin de laisser une partie non négligeable des gaz brûlés dans le moteur pour le cycle suivant dans des buts de réduction de la consommation à faible charge du moteur.

La suralimentation et le recyclage des gaz sont ainsi réalisés simultanément et simplement. Les dispositifs soufflant(DS1,DS2) et aspirant(DA1,DA2) peuvent être des turbines ou de simples réserves d’air maintenu comprimé ou dépressurisé par des pompes volumétriques dont la pression/dépression sont régulées en fonction des besoins du moteur, soit par un accouplement mécanique sur l’arbre(ROT), soit par un pilotage de moteurs électriques.

Dans la version « carter périphérique à glissières », la suralimentation et le recyclage des gaz d’échappement sont possibles avec les moyens déjà utilisés sur les moteurs traditionnels à pistons.

Selon une troisième caractéristique complémentaire conforme à l’invention utilisée en moteur, il est possible de spécialiser en moteur/compresseur pneumatique l’une quelconque des chambres pour la récupération de l’énergie cinétique du véhicule. De préférence, la chambre centrale (CE) la mieux placée au centre de la machine (POGDC) pourra :

- aspirer et comprimer l’air ambiant dans un réservoir (RES) pendant tout le temps du freinage du véhicule.
- détendre l’air ainsi comprimé et le refouler vers l’atmosphère durant tout le temps de relance du véhicule.

La gestion de la chambre peut se faire de manière très simple avec des valves « tout ou rien » avec 3 lois de commande :
- tant que le frein est enfoncé seul : comprimer l’air
- si ni le frein, ni l’accélérateur ne sont enfoncés, maintenir le réservoir fermé,
- dès que l’accélérateur est enfoncé seul, détendre l’air.

Des lois plus élaborées sont naturellement envisageables avec le plein essor des capteurs et de l’électronique de commande embarqués sur les véhicules modernes.

Afin d’éviter le refroidissement de l’air comprimé, le réservoir d’air comprimé sera utilement placé à proximité du carter (CP,CPG,CPR) : ainsi la chaleur habituellement perdue par le moteur sera en partie recyclée pour le réchauffage de l’air comprimé qui pourra donc fournir plus de travail mécanique lors de sa détente ultérieure.

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- la figure 4G illustre une possibilité de graissage/lubrification du piston(POGD)

- la figure 4H montre une possibilité de piston de réglage du taux de compression des chambres périphériques intégré dans le carter périphérique à glissières(CPG),

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Associations des machines POGDC aux machines MPRBC
Les machines POGDC dans leur variante « carter périphérique à glissières » ont une architecture étagée proche des machines à pistons rotatifs à battement contrôlé (MPRBC) avec des géométries de carter compatibles.

Ainsi, selon une quatrième caractéristique complémentaire conforme à l’invention dans sa variante « carter périphérique à glissières »(CPG), les astroïdes (ASTA,ASTB,ASTC,ASTD) présentent une forme sensiblement circulaire concave aisément compatible avec la forme circulaire convexe du carter des machines à pistons rotatifs à battement contrôlé décrites dans la demande FR0708874 de la société SYCOMOREEN.

On peut donc adjoindre à la machine POGDC jusqu’à 4 machines (MPRBC). La machine POGDC dans sa variante « carter périphérique à glissières » peut reprendre toutes les solutions technologiques de calages variables des soupapes, de taux de compression variable et de désactivations intermittentes de chambres telles que déjà décrites dans la demande (FR0708874) pour l’invention « machine à pistons rotatifs à battement contrôlé ».

Ainsi, certaines des chambres peuvent ne pas être utilisées dans certaines circonstances, afin de réduire les pertes par compression et détente de gaz.
Cela nécessite des systèmes électroniques de supervision des soupapes et des pistons de réglage du taux de compression dans chaque chambre pour atteindre des rendements optimaux pour la machine, selon les évolutions de son environnement.

Enfin, avec l’accroissement du nombre de chambres, de préférence à volumétries différentes, presque n’importe quelle puissance partielle est possible en laissant à pleine charge une combinaison bien précise de chambres et en désactivant totalement les autres chambres. Ces désactivations seront aisées à condition d’utiliser un calage variable des soupapes(SPP) et/ou en coupant l’injection de combustible sur les chambres concernées.

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- les figures 4I et 4J décrivent l’implantation d’ailettes de refroidissement et de soupapes(SPP),

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Mécanismes de conversions du mouvement (MCM)

Pour convertir le mouvement louvoyant de son parallélogramme en une rotation continue, le moteur ANTONOV utilise 2 chemins identiques débouchant sur 2 arbres tournants. Les concepts à losange déformable rotatif utilisent souvent 2 barres médianes reliant les centres de 2 côtés non consécutifs.

Avec une symétrie octogonale, la présente invention accentue cette tendance à faire transiter la puissance par plusieurs chemins mécaniquement identiques au sein de la machine afin d’obtenir :
- un dimensionnement plus léger des pièces, en particulier celles convertissant le mouvement de translation alternée des têtes de piston (TPA,TPB,TPC,TPD) en un mouvement de rotation continue de l'arbre de sortie (ROT,ROTA,ROTB,ROTC, ROTD),
- une réduction globale de leur coût grâce à l’obtention de séries plus importantes de pièces plus légères,
- une puissance élevée de la machine, intrinsèquement et parfaitement équilibrée, permettant ainsi une forte augmentation de sa vitesse de rotation.

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- les figures 4K,4L et 4M montrent une possibilité de piston de réglage du taux de compression pour la chambre centrale implanté à proximité du carter (CPG,CPR)