systèmes pour la conversion de mouvements et d'énergies renouvelables
Moteurs
& Pompes
Concept MPRBC

Concept POGDC



Machines spéciales de STIRLING

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PISTON OCTOGONAL A GEOMETRIE DEFORMABLE CONTRÔLEE (POGDC)

Principes Cycle 4 temps Conversion du mouvement Système de calage variable des soupapes Système de réglage du taux de compression
Performances
& Applications




1. Respect du cahier des charges

Cahier des charges des nouvelles architectures des moteurs SYCOMOREEN

  Réponse des concepts POGDC

Fonction n° Critères Niveaux Flexibilité Respect Commentaire
1 : Favoriser la compacité La compacité définie par:
C
= Vasp / Vmot
avec :
Vasp: volume aspiré sur 2 tours d'arbre moteur
Vmot
C = 0,15 Au moins OUI Ce qui représente un downsizing de facteur 4:
- soit 4 fois plus de puissance à volume égal
- soit un volume moteur 4 fois plus petit à puissance égale
Les cames surmultilobées multiplient encore cette compacité par un facteur k.
2 : Permettre une puissance maximale suffisante La puissance maximale délivrable par le moteur 70 Ch Au moins OUI Puissance d'une citadine complétée par la traction électrique d'environ 40 Ch
3: Faire varier la cylindrée par palier suffisamment petit Pourcentage de la puissance totale disponible que représente chaque palier 25% +0% OUI à partir de 1 POGDC mimimum 5 paliers de puissance possible entre 0 et 100%, permettant à chaque chambre de fonctionner à pleine charge, donc à rendement optimal.
4 : Utiliser un cycle à 4 temps optimisé Allouer des temps voisins pour l'admission, la compression, l'explosion/détente et l'échappement 25% +/- 5% OUI Chaque temps du cycle nécessite une durée suffisante pour remplir son rôle sans perte d'énergie. On pourra favoriser légèrement l'admission et l'explosion détente.
Franchissement rapide des points morts haut ou bas:

durée de passage à plus de 90% du PMH
   ________________________
      durée de la moitié d'un cycle
10% + 0% OUI Le franchissement rapide du PMH réduit les fuites de fluide, les pertes thermiques vers la culasse, limite la formation de NOx et favorise la compatibilité à l'auto-allumage (HCCI). Sur le système bielle/manivelle, il représente 20% de la durée de la moitié d'un cycle
5 : Permettre une grande liberté de calage variable des soupapes  Amplitude de réglage de l’angle de calage de la soupape + / - 360° Au moins OUI Le calage variable permet des ajustements indispensables pour respecter les normes anti-pollution et garantir de la puissance au moteur. Il permet aussi de réaliser le cycle de Miller par une avance de fermeture à l'admission (consommation réduite)
Vitesse de réglage du calage 1 / 10 du temps nécessaire à 1 cycle moteur dans la chambre concernée Au plus Selon puissance de l'actionneur Le calage variable doit être rapide par rapport au temps d'un cycle moteur.
Indépendance d'une chambre à l'autre Totale indépendance d'une chambre à l'autre / OUI Il faut pouvoir régler indépendamment chaque chambre de façon activer/désactiver à volonté la combustion dans ces chambres.
Possibilité de maintenir une soupape constamment dans la même position moteur tournant Ouverte, fermée ou partiellement ouverte Toute position possible Selon vitesse de l'actionneur Ceci revient à boucher/ouvrir continument les soupapes, ce qui peut avoir des applications pour les éteindre et même pour les transformer en compresseur en vue d'un stockage pneumatique en phase de freinage
6 : Utiliser des technologies ayant fait leurs preuves Tous les procédés et technologies évoqués plus haut Ne pas nécessiter de procédés ou organes mécaniques inconnus / OUI Paradoxalement, il s'agit de s'appuyer sur l'existant pour rendre possible le développement industriel de nouvelles technologies.
Anciennenté du procédé ou de la technologie 5 ans Au moins
Nombre de produits utilisant le procédé ou la technologie
ou
nombre d'usines ayant industrialié le procédé/technologie
100 000 ou 10 Au moins OUI Le savoir-faire des motoristes et équipementiers majeurs doit être mis à profit.
7: Faire varier continument le rapport volumétrique Valeurs possibles pour le rapport volumétrique de 7 à 24 + / - 5% OUI Régler ce rapport volumétrrique est synonyme d'une grande maîtrise de la suralimentation du moteur, permettant compacité et consommation réduite.
Vitesse de réglage du rapport 1 / 10 du temps nécessaire à 1 cycle moteur dans la chambre concernée Au plus Selon puissance de l'actionneur Le réglage du rapport volumétrique doit être rapide par rapport au temps d'un cycle moteur
8: Avoir un équilbrage parfait et intrinsèque du moteur Amplitude du déplacement du centre d'inertie G du moteur au cours du mouvement de ses pièces 0 / OUI Aucune force vibratoire n'est ainsi générée.
Variation du moment d'inertie du moteur par rapport à tout axe passant par G au cours du mouvement de ses pièces 0 / OUI Aucune couple vibratoire n'est ainsi généré.

2. Applications en moteur

Les nombreux avantages et paramétrages offerts par le concept POGDC
 démontrent sa pertinence dans toutes les applications motorisées...

2.1. Automobiles




Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation d'une automobile :


- sa cylindrée variable

- ses possibilités de calage variable de soupape

- sa cinématique favorable à des combustions non conventionnelles de type autoinflammation (HCCI), voire photodétonation

        - son stockage pneumatique pour le freinage récupératif

Tout type d'automobile peut accueillir les moteurs POGDC, de la citadine au gros 4x4, et ces véhicules, grâce aux gains d'espace offerts, pourront être équipés de batteries et moteurs électriques plus puissants, c'est à dire devenir des FULL Hybride, possédant 2 modes de propulsion dont l'un n'est pas dominant par rapport à l'autre.

L'ultracompacité des machines POGDC laisse même envisager des architectures complètement nouvelles avec un moteur par essieu, et même par roue (4x4 sans transmission donc plus économes), sans parler de tous les réaménagements possibles de l'espace alloué aux passagers à l'intérieur du véhicule, qui peut pratiquement être augmenté de 50% à dimensions égales du véhicules

Note importante : il est possible de décliner tout une gamme de puissances avec un seul modèle de POGDC et un seul modèle de PRBC. par exemple, le POGDC 1650 et le PRBC 1150 motorisent n'importe quelle automobile ou camion entre 70 Ch. et plusieurs centaines de Ch. D'un point de vue industriel, cela permet des économies d'échelle extrêmement importantes et une adaptabilité totale de de l'offre de motorisation par rapport aux évolution du marché et/ou du marketing d'un constructeur d'engins motorisés.

2.2. Motocyclettes / "2 roues"



Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation des "2 roues" :


- sa grande puissance volumique

- l'absence de vibration procurant un confort et une meilleure tenue de route

- le couple à bas régime garantissant une bonne réactivité de la moto au démarrage

Tout type de motocyclettes peut accueillir les moteurs POGDC, de la mobylette/scooter jusqu'à l'hypersportive en passant par les "routières". Grâce aux gains d'espace offerts, les réservoirs/rangements pourront être beaucoup plus grands. Les motos seront également plus légères et pourront à poids égal, emmener plus de passagers et/ou bagages et carburant.

L'ultracompacité des machines POGDC, notamment en version rotative, laisse même envisager des architectures complètement nouvelles avec un moteur par roue, ouvrant ainsi la voie à des motos tout terrain à 2 roues motrices (2x2) dont les capacités de franchissement seront meilleures, ainsi que la sûreté de fonctionnement en cas de panne de l'un des moteurs.


2.3. Outillage portatif léger




Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation des outils portatifs légers :

- sa grande puissance volumique

- l'absence de vibration procurant un confort à l'utilisateur et la préservation de ses muscles et articulations.

Cela peut constituer une petite révolution pour les travailleurs qui sont victimes à court terme de fourmillements, courbatures et raideurs à cause des vibrations de leurs outils, et qui à plus long terme, souffrent de troubles musculosquelettiques (TMS) irréversibles.

On cherchera ici à garder une puissance égale avec un moteur plus petit, donc plus léger, soulageant ainsi les bras et le dos des opérateurs.


2.4. Outillage roulant motorisé léger



Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation des outils roulants motorisés :

- sa grande puissance volumique

- l'absence de vibration procurant un confort à l'utilisateur et la préservation de ses muscles et articulations.

On cherchera ici à garder multiplier la puissance à volume égal pour rendre l'outil plus performant.



2.5. Camions



Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation des camions :

- le très fort couple à bas régime garant d'une traction optimale de la charge


- l'abscence de vibration procurant un confort pour les habitations et les riverains


Tout type de camion peut accueillir les moteurs POGDC. Un camion de 20 Tonnes gaspille à chaque freinage une énergie équivalente à celle de 20 voitures réalisant le même freinage. Grâce aux gains d'espace offerts, les camions pourront être équipés de systèmes performants de récupération d'énergie au freinage, par exemple une réserve pneumatique alimentée par la chambre centrale des moteurs POGDC, la même chambre devenant un moteur pneumatique lors de la détente. Les gains de consommation peuvent dépasser facilement les 30% sur un trajet non autoroutier. A puissance égale, l'abaissement de la masse du moteur, la réduction de son volume et une récupération d'énergie cinétique au freinage sont vitales pour mieux utiliser l'énergie du carburant à l'heure où le transport routier, poussé par l'économie globalisée, se développe de façon exponentielle.


2.6. Aviation légère et moyenne




Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation des avions légers et moyens :

- l'absence de vibration procurant une meilleure stabilité à l'appareil, tout particulièrement pour des moteurs montés sur les ailes

- la légèreté du moteur favorisant le décollage et limitant la flexion des ailes quand elles doivent les porter

- la puissance du moteur, en particulier vers les hauts régimes

- les dimensions réduites du moteur, favorisant la portance de l'aile à la fois:
- par une réduction des turbulences générées par le contounement du fluide autour du moteur
- par une augmentation de la surface d'aile porteuse


Les machines POGDC rotatives se situent au carrefour des turbines et des machines volumétriques turbocompressées : elles peuvent être adaptées pour des densités de puissance élevées, les plaçant au même niveau que celles des turbopropulseurs.

L'ultracompacité des machines POGDC laisse même envisager des architectures complètement nouvelles d'aéronefs :

- avec un moteur central léger mais très puissant envoyant sa puissance:
        -   via des arbres de transmission : les ailes, dont la rigidité serait en partie assurée par la structure des arbres de transmission,      
            seraient ainsi équipées seulement d'hélices et maximiseraient leur portance tout en abaissant leur trainée.

        -   via un réseau électrique à l'aide d'une génératrice centrale et avec des moteurs électriques en bout d'aile, orientables.
  
- ou bien l'adjonction d'un ou plusieurs rotors d'hélicoptère à une structure standard d'avion

Et même des "doubles hybride" thermique/électrique ET voiture/avion ! !
Hybride avion/voiture Milner "Air Car"Hybride avion/voiture Milner "Air Car"
Citons les intéressants travaux de la société Milner http://www.milnermotors.com/aircar.htm

La voie est ainsi ouverte à des aéronefs d'avant-garde, potentiellement à décollages et atterrissages verticaux (ADAV/VTOL) bien plus performants et sûrs grâce à la multiplication des moteurs et à l'indépendance totale entre les propulsions horizontales et verticales.



2.7. Engins militaires moyens et lourds



Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation des engins militaires moyens/lourds

- l'absence de vibration particulièrement recherchée dans les sous-marins et dans toutes les applications exigeant de la discrétion.

- la légèreté du moteur favorisant la mobilitité, notamment des blindés pour qui 1 seconde de retard peut être fatale

- la puissance du moteur très utile pour mouvoir les chars d'assaut, ou bien les avions cargos à hélices.


2.8. Véhicules de loisir



Les qualités suivantes du concept POGDC seront particulièrement intéressantes dans la motorisation des véhicules de loisir


- l'absence de vibration procurant du confort


- la légèreté et la puissance du moteur recherchées pour avoir un comportement dynamique du véhicule

Excavatrice à chenilles actionnées par moteur hydraulique

2.9. Moteurs hydrauliques



Les concepts POGDC peuvent être alimentés en fluide sous pression et se transformer en moteurs hydrauliques ou pneumatiques parfaitement équilibrés, compacts et coupleux. Pour éviter tout point mort au cours du mouvement, il suffit d'accoupler 2 machines POGDC en déphasant les 2 arbres de sortie d'un angle bien précis.

Les applications sont extrêment vastes, allant de la mise en rotation des chenilles d'une excavatrice jusqu'à la centrale hydrolélectrique de basse, moyenne et haute chute (voir aussi petite hydraulique)


 
Energie Hydroélectrique


3. Applications en pompe/compresseur


Les machines POGDC sont parfaitement réversibles et à condition de disposer d'une source d'énergie mécanique rotative, elles se transforment en pompes/compresseurs extrêmement compacts et parfaitement équilibrés, résistant à des pressions allant jusqu'à plusieurs dizaines de Bar.

Les machines POGDC comportent un nombre élevé de chambres et l'une d'entre elle, idéalement la chambre centrale, peut-être dédiée à des fonctions de moteur/compresseur pneumatiques, temporairement ou définitivement : par un simple jeu de vannes "tout ou rien", il y a pendant le freinage un stockage d'air comprimé dans un réservoir, et au cours de la relance, déstockage de l'air comprimé.

Au lieu d'être perdue dans les freins sous forme de chaleur, l'énergie cinétique de freinage est ainsi recyclée avec un excellent rendementet un encombrement très raisonnable. C'est un moyen simple et efficace pour diminuer considérablement la consommation et la pollution, particulièrement en milieu urbain, sans requérir ni à de lourdes batteries/supercondensateurs ni à une électronique de puissance parfois complexe.


Principes Cycle 4 temps Conversion du mouvement Système de calage variable des soupapes Système de réglage du taux de compression
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