Brevet FR2018809A1 — publié le 19700626

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne à pistons, à couches distinctes d'air et de mélange d'admission dans les cylindres. Dans un tel moteur, l'air comburant aspiré est soumis, grâce à une conformation appropriée des cancux d'admission, à un mouvement tourbillonnaire et le carburant est injecté au centre de la chambre du cylindre, pendant la course de compre ssion et dans le sens inverse à celui du mouvement de l'air. Sous l'effet de l'inertie et de la résistance de l'air, il se forme un nuage de mélange qui flotte au centre de la chambre de combustion. Après l'allumage du mélange, assuré par une bougie à étincelles ou à incandescence, qui est placée à proximité du centre du cylindre, le front de flamme progresse concentriquement aux parois du cylindre. Un moteur à couches distinctes d'air et de mélange d'admission possède, comme les moteurs Diesel, un haut rendement thermique et se caractérise par une faible proportion de substances nocives dans les gaz d'échappement. D'autres avantages de ces moteurs que leur tendance au cliquetis est très faible et que nt le carburant ni le front de flamme ne balaient la paroi de la chambre de combustion. Toutefois, la nécessité d'effectuer l'injection directe du carburant implique un notable acoroissement du prix de revient du moteur car les dispositifs au moyen desquels le carburant doit être injecté sous hante prsssion dans la chambre de combustion sont très coûteux. Le but de l'invention est donc d'obtenir les avantages du moteur à couches d'stinctes d'air de mélange d'admission à l'aide d'un dispositif de mise en condition du carburant qui soit moins coûteux. Suivant l'invention, destinée à modifier les moteurs classiques à carburateur à quatre temps, chaque cylindre comporte deux soupapes d'admission dont l'une injecte dans la chambre du cylindre de l'air comburant pur qui tourne le long de la paroi de ce dernier, grâce à une conformation appropriée du canal d'admission, tandis que la deuxième, qui est placée aussi près que pessible du centre du cylindre, sert à introduire au centre de nelui-ci un mélange riche d'air et de carburant. @@@@@@@@ @@@ @@ disting@@ par @@@@@é@@@t, par la formation exté- rieure du mélange @ du voteur @onus à couches distinctes d'air et de mélange d'admission, ou moteur à injection, dan@ lequel le mélange est formé a l'intérieur du cylindre. La formation du mélange en @mont de la soupape d'admission supplémentaire s'effectue de préférence au moyen d'une injection du combustible dans le conduit d'admission et, le ces échéant, on peut envise ger la pulvérisation du carburant au moyen d'un carburateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, fai@@ en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif et nullement limitatif une forme de realisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, La figure 1 est une coupe axiale selon la ligne I-I de la figure 2@ représentant une partie du cylindre et la culasse d'un moteur suivant l'invention. La figure 2 est une coupe @@@nsversale du cylindre selon la ligne II-II de la figure 1 (la vue étant prise sur la paroi supérieure de la chembre de combustion). La figure 3 est un diagramme de la courbe de compression à l'intérieur de la cham@re du cylindre ; @@@ @@@ La figure 4 est un diagramme. schématique représentant les conditions d'écoulement dans le plan de la section transver sale de la chambre du cylindre. La culasse comporte, en dehors du conduit d'admission 1, et de la soupape 3 correspondante, un deuxième conduit d'ad- mission 2 muni d'une deuxième soupape d'admission 4. On a représenté en 5 la soupape d'échappement et en 6 la bougie d'allumage. Le conduit d'admission 3 est cintré en hélice d'une façon connue pour imprimer à l'air pur aspiré un écoulement rotationnel qui longe la paroi de cylindre (figure 4).Dans le conduit d'admission 2 est agencé un injecteur 7 à électro-aimant, commandé par un circuit électronique, La soupape 4 s'ouvre avec un certain retard par rapport à la soupape 1 mais pendant la course d'aspiration, de sorte qu'un nuage de mélange riche est ainsi introduit dans la zone centrale de la chambre du cylindre. le nu@ge de mélange @@@iré ne doit pas tourner ou, au mazimun il doit tourner lentement en sens inverse du couvant d'air pur.Etant donné que, en raison des forces centrifuges, on obtient dans le cylindre, pendant la course d'aspiration et de compression, la répartition de pressions qui est représen tés saur la figure 3, ie nuage de mélange qui est en suspension au centre de la chambre de combustion reste maintenu à peu près dans sa position pendant la compression. Toutefois, il se produit un mélange intensif de ce nuage avec l'air comburant, dans la zone de contact des deùx' couches, en raison des mouvements tourbillonnaires qui sty produisent.On obtient par ce moyen qu'il subsiste dans la région de la bougie d'allumage 6 un mélange inflammable. - le progrès technique apporte par la présente invention réside dans le fait qu'il permet de conserver, en dépit de l'utilisation d'un dispositif moins coûteux de mise en condition du carburant, les avantages du moteur connu à couches distinctes d'air et de mélange d'admission, ces avantages étant les suivants 1. Un hàut rendement thermique, 2. Une faible teneur en gaz nocifs dans les gaz d'échappement, 3. Une faible usure du fait que ni le carburant ni le front de flamme ne balaient la paroi de la chambre de combustion et, 4. Une faible tendance au cliquetis. Pour agir sur les formes d'écoulement dans la chambre du cylindre, le constructeur dispose des moyens suivants, qui sont connus envoi. 1. Modification du débit de carburant, 2. Réglage du débit de l'air comburant pur par un dispositif d d'étranglement placé dans le conduit d'admission 1 ou en amont de ce conduit. 3. Modification du mouvement tourbillonnaire de l'air comburant pur par modification de la forme du conduit d'admission 1, 4. Réglage du débit et du mouvement tourbillonnaire de l'air du mélange, par les moyens suivants 2 et 3, et 5. Modification de la forme de la chambre de combustion. Il va de soi que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif et nullement limitatif et que l'on pourra apporter toute variante au mode de réalisation décrit et représenté, sans pour cela sortir du domaine de l'invention. 1. Moteur à combustion interne à pistons, à couches dis tinctes d'air et de mélange d'admission, comprenant une soupppe d'admission, par le conduit d'admission e laquelle de l'air comburant pur qui pénètre dans le cylindre est animé d'un mouvement tourbillonnaire, et comprenant un dispositif pour intro- duire séparément la carburant dans la chambre de combustion, ce moteur étant caractérisé en ce que le carburant est admis sous la forme d'un mélange riche d'air et de carburant, par une soupape d'admission pertioulière 4 qui s'ouvre après l'ouverture de la soupape d'admission principale 3. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un injecteur électromagnétique 7 à commande électronique, assurant une injection directe de carburant,est monté dans Ie conduit d'admission 2 qui est affecté à la soupape d'admission supplémenraire 4.