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 ! !
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
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)
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.
