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THE VAN AVERMAETE MOTOR (VAM)

Variable Compression Engine (texte en français ci-dessous)

To this day, more than 750 patents for inventions on the concept of the combustion engine with variable compression ratio have been listed throughout the world.

Most of them originate from independent researchers and motor car industries, whose common objective as far as the ignition research is concerned, is to increase the rate of compression in the partial charges for the spark engine, and to diminish the rate of compression in the phases of pressure charging in the spark ignition engine and diesel engine.

Most of these inventions have not been applied and the ideas originating from the research are often repetitive and do not meet the standards of reliability which would allow for their industrialisation : the eccentric rings placed in the bearings of the crankshaft, as well as in the base and head of the connecting rod ; the connecting rods connected in three parts ; the pistons or crankcase in two removable parts, etc.

All of these systems are controlled by oil pressure and by the support of bypass devices (connecting rods and springs) which are incompatible with the acceleration movement and the alternative forces of inertia.

It is imperative for the crankcase to be sufficiently rigid to be resistant to temperature variations caused by expansion and contraction. According to technical standards, it is therefore recommended to remain with the traditional crankcase which are cast as one whole part, are more robust and less affected by deformations due to temperature changes.

It is enough to mention the numerous tests undertaken by motor car manufacturers on the infinitely variable types of engines in order to correct the variable compression ratios in relation to the capacity of the engine. This principle, which we experimented with ourselves in 1975 in the test bay, was not able to produce conclusive results; the small piston of the auxiliary chamber is not associated with the main working of the engine, which favours coking up in the auxiliary chamber and prevents the shifting of the small piston.

One of the objectives during the research work in the conception of the VAM motor was to not move away from known methods which have proved reliable. The concept of the VAM motor makes use of the same basic components as traditional engines, using at equal power a capacity reduced to a third. The engine block is combined with the mechanisms of two traditional engines lined up next to each other, with the same basic components such as cylinders, crankshaft, connecting rods and pistons, etc. The line of assembly of the cylinder head and of the crankcase is situated at the level of the joint of the cylinder head, as in the traditional engine.

The control programme of the VAM motor is carried out by means of a variably timed transmission (VTT). This transmission was designed to modify the angular advance of the small crankshaft in relation to the capacity of the engine. This programme is a function of the characteristics of the engine and the fuel ratings of cetane or octane. The development of the VAM engine allows for a much greater rational use of energy, with 30% energy saving in relation to traditional engines of the same power. Because of its adaptability to several fuel specifications, petrol refineries may develop less restricting and therefore more economic options. This more efficient use of fuels could contribute to the prolongation of petrol reserves and to an increase in the value of petrol on the market.

 

LE Moteur VAN AVERMAETE (VAM)

Moteur à compression variable

A ce jour, plus de 750 brevets d'inventions ont été répertoriés dans le monde sur le concept du moteur à combustion à rapport volumétrique variable. Ils émanent pour la plupart de chercheurs indépendants et d'industries automobiles, dont l'objectif commun consiste à augmenter le taux de compression dans les charges partielles pour le moteur à allumage commandé et de diminuer le taux de compression dans les phases de pressions de suralimentation pour les moteurs à allumage commandé et Diesel.

La majorité de ces inventions n'ont pas trouvé leur application et l'on constate que les idées issues de ces recherches sont souvent répétitives et ne répondent pas aux normes de fiabilité permettant l'industrialisation tels que : les excentriques placés dans les paliers du vilebrequin ainsi que dans les pieds et têtes de bielles : les bielles articulées en trois parties : les pistons ou le carter-cylindres en deux parties amovibles, etc. Tous ces systèmes cités sont commandés par pression d'huile et à l'appui de by-pass (billes et ressorts) incompatibles avec les mouvements d'accélérations et les forces d'inerties alternatives. Il est indispensable que le carter-cylindres soit suffisamment rigide pour être insensible aux variations de température pour cause de dilatations et torsions. Il est donc recommandé, selon les critères techniques, de ne pas s'éloigner du traditionnel carter-cylindres coulé en une seule pièce, plus robuste et moins soumis aux déformations des flux thermiques.

Il convient d'évoquer les nombreuses tentatives effectuées par les constructeurs automobiles sur différents types de moteurs à géométrie variable afin de corriger le rapport volumétrique en fonction du régime moteur. Ce principe que nous avions nous-même expérimenté au banc d'essais en 1975 n'a pu apporter de résultat concluant, en effet, le petit piston de la chambre auxiliaire n'est pas associé au travail moteur ce qui favorise le calaminage dans la chambre auxiliaire et empêche le déplacement du petit piston.

L'un des objectifs lors des travaux de recherches sur la conception du moteur VAM était de ne pas s'écarter des moyens connus qui ont fait leurs preuves. Le concept du moteur VAM fait appel aux mêmes composants de base que les moteurs traditionnels tout en disposant à puissance égale, d'une cylindrée réduite au tiers. Le bloc moteur unique se combine avec les mécanismes de deux moteurs traditionnels en lignes, situés côte à côte, avec les mêmes composants de base tels que cylindres, vilebrequins, bielles et pistons etc. La ligne d'assemblage de la culasse et du carter-cylindres se situe au niveau du joint de culasse comme le moteur traditionnel.

Le programme de pilotage du moteur VAM s'effectue au moyen d'une transmission à calage variable (TCV), dont les plans et photos du prototype sont représentés dans les pages suivantes. Cette transmission a été conçue pour modifier l'avance angulaire du petit vilebrequin par rapport au régime du moteur. Ce programme est fonction des caractéristiques du moteur et des indices de cétane ou d'octane des carburants. L'évolution du moteur VAM permet une utilisation beaucoup plus rationnelle de l'énergie avec une économie de 30% par rapport au moteur traditionnel de même puissance. De par son adaptation à de multiples spécifications de carburants, les raffineries de pétroles peuvent élaborer des choix moins contraignants et dont plus économiques. Cette meilleure utilisation des carburants contribuera à la prolongation des réserves pétrolières et à une plus value du pétrole sur le marché.