4-bar mechanism
The ideal movement can be approached by actuating the pistons using four-bar mechanisms, such as this one:
- A crank connected to the motor shaft, length 100,
- a connecting rod, length 183,
- a rocker arm, length 200,
- the points connected to the crank and rocker arm frames are 183 apart.
This mechanism is dimensioned in such a way as to give three very distinct phases to the movement of the rocker arm during a cycle:
- at the first quarter-turn, it moves very little,
- at the next quarter-turn, it covers its full travel,
- during the remaining half-turn, it returns to its initial position.
By doubling this mechanism by symmetry, we can see that the movement of the rocker arms can be used to drive the pistons of our machine:
The world of articulated quadrilaterals is a vast one, and there's probably a solution that's closer to the ideal motion. The movement of connecting rods offers a wide variety of trajectories.
(Mise à jour août 2026)
Je découvre l’IA avec Codex (gpt-5.6-sol) qui m’a servi à commencer un solveur en python dans le but de trouver une géométrie optimale, la définition de la notation est encore très arbitraire, mais j’ai obtenu des résultats intéressants.
Pour les dimensions des mécanismes ci-dessous, les points liés au bâti de la manivelle et du culbuteur sont distants de 100.
En cherchant sur le déplacement angulaire du culbuteur j’ai obtenu un résultat assez proche de celui présenté ci-dessus. La manivelle mesure 73, le coupleur 100, et le culbuteur 110,37. Le point de fixation du piston forme un angle de 27,9° avec le culbuteur.
Attacher le piston au coupleur semble permettre de plus grands rapports de compression. La recherche a été effectuée uniquement selon une projection sur l’axe de symétrie du mécanisme, il y a peut-être des mouvements plus proche de l’idéal à découvrir selon d’autres axes.
Sur le premier schéma la manivelle mesure 44,96, le coupleur 117,91, et le culbuteur 141,73. Dans le repaire local du coupleur avec la liaison à la manivelle comme centre, les coordonnées du point d’attache du piston sont (94,4 ; -88,65).
Sur ce deuxième schéma la manivelle mesure 65,64, le coupleur 105,99, et le culbuteur 115,26. Les coordonnées du point d’attache du piston sont (106,03 ; -35,19).
Using a more complex could help approaching an ideal curve, and could introduce a way of varying piston stroke during adiabatic phases.
