Ce nouveau type de moteur thermique à pistons permet un accroissement de la performance, du rendement et de la longévité du moteur.

Les moteurs conventionnels sont généralement constitués de plusieurs pistons (1) accouplés au vilebrequin à l'aide de bielles. Le vilebrequin prolongé par le volant moteur tourne autour d'un axe fixe sur lequel il prend plusieurs points d'appui constitués par les paliers. Dans ce type de moteurs, l'explosion qui se produit dans un cylindre (2) entraîne la rotation du vilebrequin, et ce dernier déplace à son tour des pistons (1) pour terminer le cycle (échappement, admission, compression). Le volant moteur assure la transmission du mouvement de rotation vers la boite de vitesse.

Dans le fonctionnement de ce type de moteur, l'explosion se produit juste au moment où le piston (l), la bielle, et le vilebrequin sont parfaitement alignés. Le vilebrequin s'oppose alors à la force délivrée par l'explosion, à sa plus forte intensité entraînant une perte importante d'énergie et sollicitant considérablement les paliers. De plus, la force délivrée par l'explosion va en diminuant alors que la force nécessaire pour la compression va en augmentant. De ce fait, il devient impératif de coupler le vilebrequin à un volant moteur à moment d'inertie élevé pour pouvoir terminer le cycle et fluidifier le mouvement de rotation du moteur. Par ailleurs, la direction de la force délivrée par l'explosion est toujours dans le sens opposé à celle requise par la compression et nécessite une réorientation, constituant une source supplémentaire de frottement. Le mouvement pendulaire oscillatoire des bielles autour des axes à piston entraîne également une perte d'énergie importante en mme temps qu'un frottement considérable provoquant une usure prématurée des chemises à piston, des segments, des pistons (1) et des coussinets. De plus, l'adoption d'un cylindre (2) à grande section s'impose pour avoir un taux de compression très élevé, à moins d'utiliser un turbocompresseur.

Dans le cas spécifique des moteurs conventionnels à quatre cylindres (2) en ligne, le point mort haut de deux pistons (1) coincide avec le point mort bas des deux autres pistons (1) nécessitant ainsi la présence d'un volant moteur pour éviter une cassure du mouvement à chaque changement de phase dans le cycle moteur. Par ailleurs, deux explosions seulement se produisent au cours d'une rotation complète du moteur.

Le nouveau type de moteur selon l'invention permet de remédier à tous ces inconvénients. Il se caractérise, en effet, par sa capacité de fournir une énergie en quantité importante au moment de la plus forte demande dans le cycle moteur, c'est à dire, juste

dans la partie terminale de la phase de compression. Il permet d'éliminer une grande partie des frottements et d'utiliser la majeure partie de la puissance développée pour son objectif.

Dans notre exposé, nous nous fonderons sur un moteur théorique à quatre cylindres (2) mais la technique s'adapte parfaitement à un nombre supérieur de cylindres.

L'astuce consiste à repartir les quatre cylindres (2) en deux groupes formant ainsi deux couples de cylindres (2) appariés. Un couple de cylindres est disposé sur un plan, et l'autre couple sur un autre plan parallèle au précédent. Dans chaque couple de cylindres (2), les deux pistons (1) sont diamétralement opposés et disposés de façon symétrique. Ils sont solidarisés par une pièce pour former un seul bloc et se déplacent ensemble dans le mme sens. Cette pièce qu'on dénomme tige à pistons (3) comporte sur son point médiane un axe circulaire appelé axe à pédalier (6). L'axe de déplacement d'un ensemble de pistons (1) situé sur un plan est perpendiculaire à celui de l'autre ensemble situé sur un plan parallèle (voir Figure 2). Si tous les pistons (1) sont positionnés au milieu de leur course, l'axe qu'on va appeler axe de symétrie (8), passant par le point de symétrie d'un ensemble de pistons situé sur un plan, et par le point de symétrie de l'autre ensemble situé sur un plan parallèle coupe les deux plans perpendiculairement (voir figure 1). Les deux ensembles de pistons (1) doivent avoir la mme course de déplacement. La synchronisation du déplacement des pistons (1) doit faire en sorte qu'un ensemble de pistons (1) situé sur un plan, se trouve au milieu de sa course lorsque l'autre ensemble situé sur un plan parallèle se trouve en fin de course. Il suffit alors de relier les deux points de symétrie de chaque ensemble de pistons (1) par une pièce, en forme de manivelle à bicyclette munie d'un axe cylindrique à ses deux extrémités, qu'on appellera manivelle (5), et d'effectuer le mouvement sinusoïdal synchronisé des pistons (1) pour obtenir un mouvement de rotation de la manivelle (5). Il reste ensuite à capter le mouvement du point de symétrie de cette manivelle (5) pour obtenir un mouvement circulaire de sens contraire au sens de rotation de celle-ci, et centré sur l'axe de symétrie cité plus haut. Il ressort de cet exposé que mme si les deux extrémités de la manivelle (5) restent sur des trajectoires rectilignes, elle effectue un mouvement rotatif autour d'un axe passant par son point de symétrie lequel effectuant en mme temps un mouvement circulaire autour d'un axe fixe. Les deux mouvements, rotatif et circulaire sont synchronisés avec les deux mouvements sinusoïdaux rectilignes des pistons (1). Par extrapolation, on peut conclure que, si on anime une

extrémité de la manivelle (5) d'un mouvement sinusoïdal rectiligne, et qu'on impose à son centre de symétrie une trajectoire circulaire de rayon égal au quart de l'amplitude totale du mouvement de cette extrémité, et centrée sur le point médiane du dit mouvement, on obtiendrait un mouvement sinusoïdale rectiligne de mme amplitude et de sens perpendiculaire, au niveau de l'autre extrémité.

La construction du moteur se fondera essentiellement sur ce principe. Par conséquent, la disposition de deux cylindres (2) opposés doit se faire de sorte qu'ils soient parfaitement alignés, symétriques et diamétralement opposés. La trajectoire circulaire du point de symétrie de la manivelle (5) s'obtient par l'utilisation d'un disque munie d'un axe circulaire, localisé entre les deux ensembles de pistons (1) et dont le plan de rotation est parallèle au plan de disposition de ces derniers. La manivelle (5) tourne autour d'une axe solidaire au disque et le disque tourne autour de l'axe de symétrie (8) mentionné plus haut.

Le sens de rotation de la manivelle (17) est contraire à celui de la rotation du disque.

L'ensemble, manivelle et disque, permet de limiter la course des pistons (1). En somme, cet ensemble assure le rôle du vilebrequin.

Comme annoncé plus haut, une paire de pistons (1) doit se trouver en fin de course lorsque l'autre paire se trouve au milieu de leur course. Ce déphasage de 90° du cycle d'un cylindre (2) par rapport à celui d'un autre, dans un moteur à quatre cylindres (2), se traduit par le fait que deux cylindres (2) différents se trouvent toujours dans une mme phase du cycle moteur sauf au point mort, avec l'un des cylindre (2) dans sa partie initiale et l'autre cylindre (2) dans sa partie terminale. Ce nouveau ordonnancement des cycles moteurs des cylindres (2) entraîne une superposition des phases du cycle, mme dans un moteur à quatre cylindres (2), et il se nomme une superposition de cycles.

Il est évident qu'avec l'utilisation de cette nouvelle technique de fabrication, on peut atteindre des taux de compression très élevés mme avec un alésage réduit des pistons (1). Par ailleurs, la vitesse de rotation du moteur ne sera limitée que par la vitesse de déplacement des pistons (l) dans leurs chemises au niveau desquelles les frottements ont fortement baissé. En plus, la modulation du taux de compression peut s'obtenir facilement en faisant varier l'écartement entre deux pistons (1) symétriques et diamétralement opposés.

Le moteur comporte, selon une première caractéristique, un dispositif permettant de solidariser deux pistons symétriques et diamétralement opposés appelé tige à piston.

Il comporte, selon une deuxième caractéristique, un disque à manivelle (9), couplé avec une manivelle (5) qui se charge de la transformation des deux mouvements rectilignes sinusoïdaux des pistons en deux mouvements de rotation, et de limiter la course des pistons.

Selon des modes particuliers de réalisation : - le nombre de pistons (1) peut varier mais de préférence en multiple de quatre.

- la disposition des pistons (1) peut tre en « X » ou en longitudinal.

- deux pistons symétriques et diamétralement opposés peuvent tre solidarisés par une pièce appelée tige à piston (3), ou constituer un seul bloc dès la fabrication.

- le pignon de couplage (11) peut tre cylindrique ou conique.

Les dessins annexés, qui contiennent uniquement les parties essentielles à la compréhension, illustrent l'invention : La Figure 1 représente une vue en perspective d'un moteur à quatre cylindres à disposition en « X » où tous les pistons sont volontairement positionnés à mi-course.

La Figure 2 représente une coupe du moteur illustré en figure 1.

La Figure 3 représente une vue en perspective d'un moteur à quatre cylindres à disposition en « X » en cours de fonctionnement.

La Figure 4 représente une vue identique à celle illustrée en figure 3 mais sans le disque à manivelle.

La Figure 5 représente une coupe du moteur illustré en figure 4 sur laquelle on a ajouté le sens de rotation de la manivelle (17) ainsi que sa trajectoire circulaire (15).

La Figure 6 représente la coupe d'une paire de cylindres symétriques avec ses deux pistons reliés par le tige à piston encadrée par son axe à tige (4) avec ses deux roulement à plats (12) munies de billes cylindriques (13).

La Figure 7 représente une vue antérieure en perspective d'un moteur à quatre cylindres, à disposition longitudinale des cylindres, et muni d'un pignon de couplage (11) cylindrique.

La Figure 8 représente une vue antérieure du moteur illustré en figure 7.

La Figure 9 représente une vue postérieure en perspective d'un moteur à quatre cylindres à disposition longitudinale des cylindres, muni d'un pignon de couplage (11) cylindrique.

La Figure 10 représente une vue postérieur du moteur illustré en figure 9.

La Figure 11 représente une vue latérale gauche du moteur illustré en figure 9.

La Figure 12 représente une vue latérale droite du moteur illustré en figure 9.

La Figure 13 représente une vue supérieure du moteur illustré en figure 9.

La Figure 14 représente une vue inférieure du moteur illustré en figure 9.

La Figure 15 représente une vue antérieure en perspective d'un moteur à quatre cylindres à disposition transversale des cylindres, muni d'un pignon de couplage (11) conique.

La Figure 16 représente une vue antérieure du moteur illustré en figure 15.

La Figure 17 représente une vue postérieure en perspective d'un moteur à quatre cylindres à disposition transversale des cylindres, muni d'un pignon de couplage (11) conique.

La Figure 18 représente une vue postérieure du moteur illustré en figure 17 et figure 15.

La Figure 19 représente une vue supérieure du moteur illustré en figure 17 et figure 15.

La Figure 20 représente une vue inférieure du moteur illustré en figure 17 et figure 15.

La Figure 21 représente une vue latérale gauche du moteur illustré en figure 17 et figure 15.

La Figure 22 représente une vue latérale droite du moteur illustré en figure 17.

La Figure 23 représente un disque à pédale d'un moteur à pignon de couplage (11) conique où on a rajouté l'axe de rotation de la manivelle (16), son sens de rotation (17) ainsi que son sens de déplacement (19).

La Figure 24 représente le disque à manivelle.

La Figure 25 représente la manivelle.

La Figure 26 représente un moteur à huit cylindres à disposition longitudinale superposée des cylindres, munie d'un seul pignon de couplage (11) conique.

En référence à ces dessins, le nouveau moteur comporte plusieurs pistons appariés (l), plusieurs tiges à pistons (3) solidarisant chaque couple de pistons, un ou plusieurs disques à manivelle (9) et des manivelles (5) articulées avec les tiges à pistons (3).

Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, les pistons sont disposés en « X » c'est à dire que les axes de déplacement se coupent perpendiculairement mais sur deux plans parallèles et différents. Le disque à manivelle (9) se place entre les deux plans contenant les pistons (1), et son plan de rotation est parallèle aux deux plans précédents.

Le disque à manivelle (9) est un disque métallique très solide, dont la partie centrale peut tre vide, et munie d'un axe circulaire renforcé appelé axe à manivelle (6), par où passe la manivelle (5). Le disque se loge dans la cage interne d'un roulement à billes coniques ou à bille cylindrique. Le disque à manivelle (9) comporte un engrenage de type variable appelé pignon à disque (10) servant à extraire la puissance développée par le moteur.

La manivelle (5) est couplé au disque à manivelle (9). Elle se présente sous la forme d'un pédalier de bicyclette sans plateau ni pédale (voir Figure 25). Sa hauteur est égale à la moitié de la course des pistons. Son axe de rotation (16) est perpendiculaire au plan de rotation du disque qu'elle traverse de part en part à travers l'axe à manivelle (7).

Ses deux extrémités comportent deux axes cylindriques qui s'articulent avec les deux tiges à pistons (3) au niveau des axes à pédalier (6) (voir figure 23). La manivelle (5) tourne dans le sens contraire au sens de rotation du disque à manivelle (9) mais avec la mme vitesse.

La tige à pistons (3) (voir figure 6) remplace la bielle et assure la mise en commun de deux pistons (1) symétriques et diamétralement opposés. Il est encadré, sur deux de ces faces, par deux roulements à plat (12) muni de billes cylindriques (13) et il se déplace sur un axe hautement lubrifié pour faciliter son déplacement. Il comporte également un axe circulaire en son point médiane appelé axe à pédalier (6), destiné à recevoir l'une des extrémité de la manivelle (5).

L'axe à tige (4) dans lequel se déplace la tige à pistons, sert de cage aux billes de roulement (13) du roulement à plat (12) de cette tige (voir figure 6). Il doit tre construit en matériau rigide et résistant. Il comporte des trous servant d'orifice pour sa lubrification.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 7, les pistons sont disposés sur le mme plan. Un disque à manivelle (9) est agencé vis à vis de chaque couple de pistons (1) solidaires, et les engrenages situés sur les deux disques à manivelle appelés pignons à disque (10) entraînent ensemble un engrenage central appelé pignon de couplage (11) qui lui-mme entraîne 1'axe du volant moteur (14). Une extrémité de la manivelle (5) est articulé avec une tige à pistons (3) tandis que l'autre extrémité s'articule avec une fausse tige à pistons (18) se déplaçant dans un faux axe à tige. La seule différence entre une tige à pistons (3) et une fausse tige à pistons (18) est que cette dernière est dépourvue de pistons aux extrémités. Un faux axe à tige est comme un axe à tige, mais il encadre une fausse tige à piston. La tige à pistons (3) et la manivelle (5) s'alignent parfaitement lorsque les pistons (1) se trouvent en bout de course (voir figure 8). La rotation de la disque à manivelle (9) entraîne l'inclinaison de la manivelle (5) et le déplacement de la tige à piston (3).

Inversement, si la manivelle est en position inclinée, une pression exercée par les pistons sur la tige à piston (3) entraîne une rotation de la disque à manivelle (9). Dans ce mode de réalisation, la synchronisation des mouvement des pistons (l) peut tre modifiée sans

restriction et le rajout d'un nouveau quadruplet de cylindres (2) devient très facile.

Seulement, une mauvaise synchronisation du mouvement des pistons entraînerait une vibration importante du moteur. Par conséquent, un mouvement symétrique des pistons constitue la solution la plus facile et représenté dans les figures annexées. Cette solution implique évidemment la mise en place d'un volant moteur mais de plus faible poids.

Selon la mode de réalisation illustrée en Figure 15, la méthode est parfaitement identique à la méthode utilisée pour réaliser le moteur illustré en Figure 7, mais on utilise un pignon de couplage conique (11) pour l'entraînement des disques à manivelles (9) et pour l'extraction de la puissance développée par le moteur. Par ailleurs, la fausse tige à pistons (18) est constituée ici par une seule pièce, munie de deux axes à pédalier (6).

Cette méthode permet de réduire davantage le frottement.

Selon la mode de réalisation illustrée en Figure 26, huit cylindres (2) sont divisés en deux groupes et chaque groupe de quatre cylindre peut constituer un moteur à pignon de couplage conique. Cependant, au lieu d'utiliser deux pignons de couplage coniques, un seul pignon de couplage suffit pour entraîner l'ensemble. Cela entraîne évidement un gain important en poids et une diminution des frottements. Ce mode de réalisation constitue la configuration idéale pour ce type de moteur car il permet, un gain maximal en terme de rapport poids/puissance du moteur, et un gain maximale en terme de rendement.

A titre d'exemple non limitatif, un moteur de ce type et à huit cylindres, avec un alésage de 70mm et un taux de compression de dix, aura une dimension de l'ordre de 58 cm pour la longueur, de 30 cm pour la largeur, et de 30 cm pour la hauteur.

Le nouveau moteur, selon l'invention, est destiné à tout type de moteur thermique à combustion interne fonctionnant aux combustibles existants et utilisé dans l'industrie automobile, dans l'industrie aéronautique et dans l'industrie maritime. L'utilisation de cette nouvelle technique peut également s'appliquer aux pompes hydrauliques et pneumatiques.