Brevet FR2050378A1 — publié le 19710402

L'invention est relative aux dispositifs pour l'alimentation en combustible de moteurs à explosion à quatre temps du genre de ceux comportant au moins une paire de chambres de combustion dont les cycles respectifs sont décalés de 360°, ces 5 chambres de combustion pouvant être du type cylindre-piston ou de tout autre type à chambre de volume variable. Et elle concerne plus»particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces dispositifs d'ali-10 mentation en combustible, ceux comportant, d'une part, un conduit d'admission d'air principal alimentant en air des conduits d'admission individuels affectés respectivement à chaque chambre de combustion du moteur, le susdit conduit d'admission principal étant équipé d'un organe d'étranglement 15 principal actionné par le conducteur et d'un organe d'étranglement auxiliaire, situé en amont de cet organe d'étranglement principal, s'ouvrant automatiquement et progressivement à mesure que le débit d'air dans le conduit d'admission principal augmente, d'autre part, des moyens pour injecter sous pression du 20 combustible liquide dans chacun des susdits conduits d'admission individuels affectés respectivement à chacune des chambres de combustion du moteur, ces moyens étant généralement constitués par une source de combustible sous pression commune desservant des soupapes d'injection (une par conduit d'admission individuel) 25 actionnées chacune par un électro-aimant et asservies, en ce qui concerne l'excitation de leurs électro-aimants, à un appareil de contrôle mû par un organe tournant entraîné dans un mouvement de rotation continu par le moteur, et, d'autre part enfin, un système de dosage sensible à la 30 position de l'organe d'étranglement auxiliaire et propre à régler de façon telle, le débit global injecté car cycle du moteur, que la richesse du mélange air-combustible formé dans les conduits d'admission individuels soit sensiblement constante, au moins pour certaines conditions de marche du moteur. 35 Des dispositifs d'alimentation de ce genre particulier sont connus et ont fait l'objet, notamment,du brevet France 1.546.748 au nom de la demanderesse, des certificats d'addition 9 3.708, 94.124 et 94.260 audit brevet France, ainsi que d'une demande de certificat d'addition au brevet en nuestion déposée le 22 juillet 40 1969. 26308 2 2050378 On a déjà proposé, lorsqu'il s'agit d'alimenter avec de tels dispositifs un moteur à plusieurs cylindres, soit d'avoir recours à un distributeur d'impulsions dirigeant successivement vers les électro-aimants des diverses sou-5 papes les impulsions engendrées par un émetteur de flux d'énergie commun, cette solution étant relativement onéreuse et sujette parfois à des troubles de fonctionnement, soit d'envoyer simultanément dans au moins deux des susdits électro-aimants, une fois par cycle du moteur, des impulsions en-10 gendrées par un émetteur de flux d'énergie commun, cette solution permettant de se passer d'un distributeur mais présentant l'inconvénient de créer une dissymétrie dans le programme d'injection du fait que les divers cylindres alimentés simultanément, une fois par cycle, reçoivent leur dose de combustible à des périodes 15 différentes de leurs cycles respectifs. • L'invention a précisément pour objet, dans le cas d'un moteur à explosion à quatre temps à au moins une paire de chambres de combustion dont les cycles respectifs sont décalés de 360°, de remédier aux inconvénients, rappelés ci-dessus, des solutions 20 antérieures concernant l'alimentation de plusieurs cylindres. Le dispositif d'alimentation en combustible selon l'invention, destiné à l'alimentation d'un moteur à explosion à quatre temps comprenant au moins une paire de chambres de combustion ' dont les cycles respectifs sont décalés de 360°, comporte, d'une 25 part, des conduits d'admission d'air individuels affectés respectivement à chaque chambre de combustion, d'autre part, des moyens obturateurs à action intermittente prévus sur chaque conduit d'admission d'air individuel et permettant, lorsqu'ils sont actionnés; d'introduire du combustible sous pression dans le con-30 duit d'admission d'air individuel correspondant, et, d'autre part enfin, un dispositif de commande propre à assurer un action-nement cyclique des susdits moyens obturateurs en synchronisme avec le réqime du moteur, le susdit dispositif d'alimentation en combustible étant caractérisé par le fait que le susdit disposi-35 tif de commande est agencé de façon telle que les moyens obturateurs à action intermittente affectés respectivement à chacune des chambres de combustion de la paire de chambres de combustion considérée soient actionnés simultanément, à chaque cycle du moteur» pendant deux périodes d'égales durées décalées de 360° dans 40 le susdit cycle, en sorte que l'alimentation en combustible de 26308 3 2050378 chaque chambre de combustion s'opère à la cadence de deux demi-doses par cycle égales et décalées de 360°. On conçoit qu'un tel système d'alimentation assure finalement une symétrie complète dans l'alimentation des deux chambres 5 de combustion à cycles respectifs décalés de 360°. En effet, lors de l'introduction simultanée des deux premières demi-doses respectivement dans les deux chambres de combustion, celles-ci présentent, par définition, des phases décalées de 360°. Conformément à l'invention, l'introduction simulta-10 née des deux autres demi-doses interviendra avec un décalage de 360°, c'est-à-dire à une périodeoù, d'une part, la première chambre de combustion se trouvera dans la phase où était .la deuxième chambre de combustion lors de l'introduction des deux premières demi-doses, et, d'autre part, la deuxième chambre de 15 combustion se trouvera dans la phase où était la première chambre de combustion lors de l'introduction de ces deux premières demi-doses. En d'autres termes, une fois accompli un cycle complet du moteur, les deux chambres de combustion auront finalement reçu 20 chacune deux demi-doses de combustible aux mêmes périodes de leur cycle, ce qui constitue bien une symétrie totale de leur alimentation. Lorsque le moteur comporte n paires de chambres de combustion à cycles décalés de 360°, chaaue paire de chambres de com-25 bustion devra être alimentée,comme il vient d'être dit, soit par _n dispositifs de commande simples distincts desservant chacun une paire de chambres de combustion, soit, et mieux, par un dispositif de commande unique complexe comportant n organes actifs distincts décalés angulairement 1 PO ° 30 de———, à supposer que ce dispositif de commande soit un dispositif tournant devant assurer en un tour l'alimentation du moteur en combustible pendant un cycle. On va décrire maintenant, en se référant aux. dessins ci-annexés, un mode de réalisation préféré de l'invention, ce mode 35 de réalisation ne présentant- aucun, caractère limitatif. La fia.l, de ces dessins, représente, de façon très schéma-ticrue, un moteur à explosion à auatre cylindres alimenté en combustible par un dispositif conforme à l'invention. La fig.2 est un diaaramme illustrant le fonctionnement du 40 dispositif d'alimentation représenté de façon schématiaue fig.l. BAD ORIGINAL 69 26308 4 2050378 Les fig.3 et 4, enfin, représentent, respectivement, en élévation coupée et en coupe transversale selon la ligne brisée IV-IV fig.3, un mode de réalisation particulier du dispositif de commande du susdit dispositif d'alimentation. . 5 On a représenté schématiquement, sur la fig.l, un type de moteur à explosion à quatre temps pour lequel un dispositif d'alimentation en combustible conforme à l'invention est particulièrement avantaqeux en raison de la symétrie totale qu'il permet -d'obtenir dans le processus d'alimentation, symétrie qui se traduit 10 par une plus grande régularité de régime et par une moindre fatigue des pièces mobiles du moteur. Ce moteur comporte quatre cylindres, ou plus précisément deux paires de cylindres la'et lb, d'une part, et 2a_ et 2b, d'autre part, les deux cylindres d'une même paire ayant des cycles 15 respectifs décalés de 360° et les deux paires de cylindres étant décalées l'une par rapport à l'autre de 180° en tours de vilebrequin. La configuration représentée sur cette fig.l correspond au cas où le cylindre la_ est en début d'admission et le cylindre lb 20 en début de détente, tendis que le cylindre 2a_ est en début de compression et le cylindre 2b en début d'échappement. En ce qui concerne alors le dispositif d'alimentation en combustible sous pression destiné à équiper ce moteur, on 11 établit, de préférence, de façon qu'il soit d'un type à injection 25 contrôlée de combustible dans les conduits d'admission d'air individuels des cylindres. A cet effet, on peut avantageusement et de façon en soit connue, faire comporter au susdit dispositif d'alimentation, comme illustré schématiquement fig.l, 30 d'une part, un conduit d'admission d'air principal 3 alimen tant en air des conduits d'admission individuels 4 affectés respectivement a chacun des cylindres la,lb, 2a_, 2b, le susdit conduit d'admission principal 3 étant équipé d'un orqane'd'étranglement principal 5, tel au'un papillon, actionné par le conducteur, et 35 d'un organe d1étranqlement auxiliaire 6, avantageusement aussi du type papillon, situé en amont de 1-'organe d'étranglement principal 5 et asservi à des moyens de contrôle 7 (dont il sera plus explicitement parlé ci-après) provoquant une ouverture procressive du-dit oraane d'étranqlement auxiliaire lorsque le débit d'air dans 40 le susdit conduit d'admission principal auomente, bad original 69' 26308 5 2050378 d'autre part, des moyens pour injecter sous pression du combustible liquide dans chacun des conduits d'admission d'air individuels 4, ces moyens pouvant être constitués en branchant une source de combustible liquide sous pression (non représentée) sur 5 quatre soupapes d'injection 101j3, 101b, 102a., 102b débouchant respectivement à l'intérieur des quatre conduits individuels 4 desservant en air les cylindrées la_, lh_, 2ja et 2b, les susdites soupapes étant commandées respectivement par des électro-aimants 201a., 201b, 202çi et 202h_ provoquant l'ouverture de la soupape 10 correspondante lorsqu'ils sont excités, et, d'autre part enfin, un appareil de contrôle 8 propre à assurer l'excitation des susdits électro-aimants suivant une loi prédéterminée dont il sera question ci-après à propos de la disposition principale de l'invention, le susdit appareil de con-15 trôle 8 étant mû par un arbre tournant 9 entraîné dans un mouvement de rotation continu par le moteur à la demi-vitesse dudit moteur. Cela étant et conformément à la susdite disposition principale, mettant à profit le fait que le moteur à quatre temps con-20 sidéré comporte deux paires de cylindres (la_,lb, d'une part, et 2a_,2b, d'autre part) dans chacune desquelles les deux cylindres constituant la paire considérée ont des cycles respectifs décalés de 360°, on aqence l'appareil de contrôle 8 de façon telle que, pour la paire de cylindres les électro-aimants 201a_, 25 201b soient excités simultanément, à chaque cycle du moteur, pen- 1 i dant deux périodes d'éqales durées P a et P b décalées de 360° dans le cycle de cette paire de cylindres, et, pour la paire de cylindres 2a_,2l3, les électro-aimants 202a^,202b soient excités simultanément, à chaque cycle du moteur, 30 pendant deux périodes d'égales durées P^a et P^b coïncidant avec les précédentes et décalées également de 360° dans le cycle de cette paire de cylindres. On a représenté, sur le diagramme de la fig.2, par deux circonférences concentriques, les deux tours-vilebrequin d'un 35 cycle à quatre temps, avec indication du point mort haut PMH et du point mort bas PMB, les périodes d'injection P^a,P^b,P^a et P^b étant marquées en trait renforcé. On voit que ces périodes ont la même durée et interviennent sur la même fraction angulaire V de tour du vilebrequin. 40 Ce diagramme de la fig.2 illustre de façon éloquente la 69 26308 6 2050378 symétrie totale du processus d'injection conforme à l'invention. En ce qui concerne alors la réalisation matérielle de l'appareil de contrôle tournant 8 devant assurer la séquence d'injections conforme à la disposition principale de l'invention, on peut 5 avantageusement avoir recours, pour l'obtenir, à des dispositions ayant fait l'objet du brevet et des certificats d'addition cités précédemment et, notamment, avoir recours au mode de réalisation illustré fig.3 et 4 et selon lequel on procède comme suit. Tenant compte du fait, mentionné dans le susdit brevet, 10 que la position angulaire imposée au papillon auxiliaire 6 par les moyens de contrôle 7 dont il sera plus explicitement question ci-après est approximativement proportionnelle au débit d'air traversant le conduit d'admission d'air 3, on fait porter, par l'axe 10 du papillon auxiliaire 6, une pièce en U 11 dont l'une 15 des ailes porte un émetteur de flux d'énergie avantageusement constitué par une ampoule électrique 12 et dont l'autre aile porte, en regard de ladite ampoule, un détecteur de ce flux dc'é-nergie, détecteur constitué en l'occurence par une diode 13. Dans l'entrefer situé entre l'es deux ailes de la pièce en 20 U 11, est engagée partie d'un disque tournant 14 entraîné en rotation par un axe 15 mû par le moteur à une vitesse moitié de celle dudit moteur, le susdit disque 14 présentant une première lumière 16 dont la position est telle que, à chaque tour du disque, elle défile une fois entre l'ampoule 12 et la diode 13 en 25 donnant lieu à une excitation de ladite diode qui émet alors un signal dont la durée correspond à la durée du défilement de la lumière 16 entre la susdite ampoule et la susdite diode. Un circuit d'amplification électronique 17, par exemple un circuit- à transistors classique tel que celui représenté fig.4, 30 transmet, après transformation, les signaux émis par la diode 13 aux électro-aimants 201a et 201b commandant les soupapes d'injection 101a et 101b intéressant la paire de cylindres la,lb à cycles respectifs décalés de 360°. En. vue d'assurer la commande des électro-aimants 202a_ et 35 20213 relatifs aux soupapes d'injection 102 2630 Ô 7 2050378 vis—à—vis de l'axe 15 du disque 14 en étant toutefois décalé an-gulairement de 90° par rapport audit axe 10 (décalage observé depuis l'axe 15), la susdite pièce en U 18 étant accouplée à la pièce en U 11 par une biellette incurvée 20 imposant à la pièce 5 en U 18, autour de son axe 19, des déplacements angulaires identiques à ceux subis par la susdite pièce en U 11. Les ailes de la pièce, en U 18 portent, comme dans le cas de la pièce en U 11, une ampoule électrique 21 coagissant avec une diode et un circuit de commande électronique analogue au circuit 10 17 (diode et circuit que l'on n'a pas représenté pour la clarté du dessin) et servant au contrôle des électro—aimants 202_a et 2021d intéressant la deuxième paire de cylindres 2a., 2b à cycles respectifs décalés de 360°. Pour obtenir alors la double injection par cycle désirée 15 pour chaque cylindre, on prévoit une deuxième lumière 22 (identique à la lumière 16 mais décalée de 180° par rapport à celle-ci). En ce qui concerne, enfin, les moyens de contrôle 7 de la position angulaire du papillon auxiliaire 6, on les constitue 20 avantageusement, comme montré fig.l, en attelant l'axe 10 dudit papillon auxiliaire, par une manivelle 23, à une tige 24 fixée au centre d'un diaphragme 25, un ressort de rappel 26 sollicitant cet ensemble vers la position de fermeture du susdit papillon auxiliaire, 25 et en faisant communiquer, par un passage partiellement montré en 27 fig.3, la capacité 28, comprise entre le boîtier 29 de l'appareil et la face externe du diaphragme 25, avec l'espace du conduit 3 compris entre les papillons 5 et 6. De cette façon, le diaphragme 25 impose bien au papillon 30 auxiliaire 6, contre l'action antagoniste du ressort 26, un degré d'ouverture qui est une fonction croissante du débit d'air dans le conduit 1. Un tel appareil de contrôle des temps d'injection fonctionne suivant un cycle oui est effectivement celui expliaué à propos 35 du schéma de la fia.2 illustrant la disposition principale de l'invention. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déià de ce cui précède, l'invention ne se limite nullement a celui de ses modes d'application, non plus au'à ceux des modes de réalisation 40 de ses diverses parties, ayant été nlus particulièrement envisa 26308 8 .2050378 gés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles ou, le moteur étant constitué de trois paires de cylindres à cycles respectifs décalés de 360°, l'appareil de contrôle d'injection comporterait trois pièces en U porteuses de 5 lampes électriques, trois diodes, trois-circuits électroniaues, avec toujours deux lumières dans le disque, les trois susdites pièces en U étant alors décalées anqulairemen.t de 60° ou de 120°. 69 26308 9 2050378 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en combustible, destiné à l'alimentation d'un moteur à explosion à quatre temps comprenant au moins une paire de chambres de combustion dont les cycles respectifs sont décalés de 360°, comportant, d'une part, des conduits 5 d'admission d'air individuels affectés respectivement à chaque chambre de combustion, d'autre part, des moyens obturateurs à action intermittente prévus sur chaaue conduit d'admission d'air individuel et permettant, lorsqu'ils sont actionnés, d'introduire du combustible sous pression dans le conduit d'admission d'air 10 individuel correspondant, et, d'autre part enfin, un dispositif de commande propre à assurer un actionnement cyclique des susdits moyens obturateurs en synchronisme avec le régime du moteur, le susdit dispositif d'alimentation en combustible étant caractérisé par le fait que le susdit dispositif de commande est agencé de 15 façon telle que les moyens obturateurs à action intermittente affectés respectivement à chacune des chambres de combustion de la paire de chambres de combustion considérée soient actionnés simultanément, à chaque cycle du moteur, pendant deux périodes d'égales durées décalées de 360° dans le susdit cycle, en sorte 20 que l'alimentation en combustible de chaque chambre, de combustion s'opère à la cadence de deux demi-doses par cycles égales et décalées de 360°. 2. Dispositif d'alimentation en combustible selon la revendication 1, destiné à l'alimentation d'un moteur à explosion à 25 quatre temps comprenant ri paires de chambres de combustion agencées de façon telle que les deux chambres de combustion de chaque paire ont des cycles respectifs décalés de 360°, caractérisé par le fait que le dispositif de commande des moyens obturateurs à action intermittente est commun aux ri paires de chambres de com-30 bustion et qu'il comporte il organes actifs distincts décalés an-gulairement de ^ , à supposer que ce dispositif de commande soit un dispositif tournant devant assurer en un tour l'alimentation du moteur en combustible pendant un cycle. 3. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1 ou la 35 revendication 2, caractérisé par le fait que. les moyens obturateurs à action intermittente sont des soupapes d'injection actionnées par des électro—aimants asservis à un dispositif électronique lui-même commandé par un dispositif de commande tournant comportant autant de paires "émetteur de flux d'énergie - détec- 69 26308 10 2050378 tetîr de flux d'énergie" qu'il y a de paires de chambres de combustion à alimenter, chaque paire "émetteur de flux d'énergie -détecteur de flux d'énergie" intervenant pendant deux périodes d'égales durées décalées de 360° pour chaque cycle du moteur.