Brevet FR2244912A1 — publié le 19750418

L'invention concerne une machine à combustion interne à deux temps comportant un premier moteur avec un premier piston mobile dans un premier cylindre et un premier carter et un second moteur avec tm second piston mobile dans un second cylindre et un second carter , les extrémités supérieures du premier et du second cylindre débouchant dans une enceinte de combustion munie d'une bougie, les deux pistons étant actionnés de façon a se déplacer vers l'enceinte de combustion pendant la compression. Dans les machines à combustion interne à deux temps, la purge des cylindres pour en enlever les gaz brayés s'effectue1en général, à laide d'un mélange frais d'air et de combustible et afin d'assurer une purge efficace une partie, au moins, du mélange frais s'échappe par l'orifice de purge, les gaz qui s'échappent contenant ainsi encore une proportion assez élevée de constituants polluants. L'invention vise une machine à combustion interne à deux temps du type précité, qui permet d'éviter les inconvénients des machines classiques. Conformément à l'inventionjle le premier piston règle l'ouverture et la fermeture d'un ou de plusieurs orifices d'échappement et l'ouverture et la fermeture d'un premier ou de plusieurs orifices de purge afin d'envoyer un mélange d'air ou un mélange pauvre d1air et de combustible du premier carter au premier cylindre, et le second piston règle l'ouverture et la fermeture d'un second ou de seconds orifices de purge afin d'envoyer un mélange riche d'air et de combustible du second carter au second cylindre, le second moteur étant placé à l'opposé des orifices d'échappement au voisinage de la partie supérieure du premier moteur et approximativement parallèlement à celle-ci. Grace à un tel agencement > on peut réaliser la purge, au moins pour I'essentiel/par le premier orifice de purge et l'orifice d'échappement du premier moteur, seulement de l'air ou un mélange assez pauvre d'air et de combustible étant utilisé pour la purge, tandis qu'à l'aide du second moteur un mélange assez riche d'air et de combustible est envoyé dans 11 enceinte de combustion, ce mélange riche poussant devant lui les gaz de combustion vers le premier cylindre sans que ce mélange riche d'air et de combustible ne s'échappe par l'orifice d'échappement du premier cylindre. De cette manière, la quantité de combustible s'échappant pendant la purge peut être considérablement réduite par rapport aux machines à combustion interne à deux temps du type connu.Le second moteur est compact et la hauteur du moteur est relativement faible. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple La figure 1 est un schéma vu en coupe d'une première forme de réalisation d'une machine à combustion interne selon l'invention. La figure 2 est un schéma vu en coupe d'une deuxième forme de réalisation d'une machine à combustion interne selon l'invention. La figure 3 est un schéma vu en coupe d'une troisième forme de réalisation d'une machine à combustion interne selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. La machine à combustion interne à deux temps illustrée à la figure 1 comporte un premier moteur A ayant un premier cylindre 1 fixé à un premier carter 2. Le carter 2 reçoit le premier vilebrequin auquel est relié un premier piston 5 dans le premier cylindre 1 à l'aide d'une bielle 4. La paroi du premier cylindre 1 comporte un premier orifice d'entrée 6 communiquant avec un premier conduit d'entrée 7 muni d'un premier étranglement 8 et d'une première soupape à aiguille 9. Une paire de premiers passages de purge 10 établissent une communication entre l'intérieur du carter 2 et une paire de premiers orifices 11 de purge ménagés dans la paroi du cylindre 1. Le cylindre a, en outre, un orifice d'échappement 12, établissant une communication entre l'intérieur du premier cylindre 1 et un conduit d'échappement 13.Le conduit d'entrée 7 communique, en outre, avec un passage auxiliaire de purge 14, s'étendant vers le haut, dès la fin du conduit à proximité de l'orifice et en aval de la pre mièvre soupape à aiguille 9. Le premier cylindre 1 communique avec un second cylindre 15 d'un second moteur B du c8té opposé à l'orifice d'échappement 12 du moteur A. Le cylindre 15 est placé près de la partie supérieure du cylindre 1 et parallèlement à celle-ci et est fixé à un second carter 16. Ce carter 16 reçoit un second vilebrequin 17. Un second piston 18 dans le second cylindre 15 est relié à l'aide d'une seconde bielle 19 au second vilebrequin 17. le second moteur possède un second orifice d'entrée 20 avec une seconde soupape à aiguille 21. L'orifice d'entrée 20 communique avec un second conduit d'entrée 22 com -portant un second étranglement 23. le second moteur comporte, en outre, une paire de seconds orifices de purge 24 communiquant avec l'intérieur du second carter 16 par une paire de seconds passages de purge 25. Les deux pistons 5 et 18 sont illustrés à la figure 1 dans la position de point mort supérieur.Par leurs extrémités supérieures, les deux cylindres communiquent avec une enceinte commune de combustion 26, en forme de chambre de turbulence. Dans l'enceinte de combustion est montée une bougie 27. Au point mort supérieur du premier piston 5 dans le premier cylindre 1 un faible espace 28 est formé au-dessus du piston 5, l'espace 28 formant ensemble avec 1' enceinte de combustion 26 l'espace totale de combustion du moteur. Aux vilebrequins 3 et 17 sont fixées respectivement des poulies dentées 29 et 30. Ces deux poulies sont reliées directement par une courroie dentée 31 guidée par des poulies de renvoi 32 et 33. Un premier carburateur (non représenté) est relié au premier conduit d'entrée 7 pour alimenter en air le premier carter 2 aux faibles régimes du moteur et pour alimenter en un mélange pauvre d'air et de combustible aux régimes élevés. Un second carburateur (non représenté) couplé au premier est relié au second conduit d'entrée 20 pour envoyer un mélange relativement riche au second carter 16. Enfin, il est aussi possible d'alimenter seulement en air frais le premier carter 2 en toutes circonstances. Il-est évident que pendant le fonctionnement de la machine un mélange riche d'air et de combustible est aspiré dans le second carter 16 par le passage d'entrée 22 et l'orifice d'entrée 20 à la façon classique pour les moteurs à deux temps et ce mélange peut passer par les passages de purge 25 et les orifices de purge 24 vers le second cylindre 15. De 'la même manière, l'air ou un mélange pauvre d'air et de combustible peut être aspiré dans le premier carter 2 par le -pas- sage d'entrée 7 et l'orifice d'entrée 6, l'air ou le mélange pauvre d'air et de combustible étant admis par les passages de purge 10 et les orifices de purge Il dans le premier cylindre 1, tandis que les gaz de combustion peuvent s'échapper du premier cylindre par l'orifice d'échappement 12.Le réglage et l'accouplement des carburateurs sont tels qu'un mélange assez riche est toujours envoyé au second moteur, tandis que de l'air seulement ou un mélange assez pauvre arrive au premier moteur. Le réglage peut titre tel que dans la gamme des faibles régimes, le premier moteur n'est alimenté qu'en air tandis queEaux ré gimes plus élevés un mélange assez pauvre arrive au premier moteur. Ainsi le second moteur Sonctionne-t-il plus ou moins comme une pompe, à partir de laquelle la plus grande partie du combustible mélangé à l'air est envoyée à l'enceinte de combustion, la purge étant effectuée surtout à l'aide du premier moteur qui n'envoie que de l'air ou un mélange pauvre d'air et de combustible au premier cylindre. L'allumage se produit environ. 200 avant que le premier piston I n'ait atteint le point mort supérieur. Le mélange comprimé dans l'enceinte de combustion 26 est allumé et les pistons retournent à leurs points morts inférieurs. le premier piston 5 libère l'orifice d'échappement 12 à un instant donné, de sorte que les gaz de combustion peuvent s 'é- chapper. Une purge efficace du premier cylindre 1 est effectuée par l'air ou par un mélange assez pauvre admis par les passages de purge 10 et 14. le mélange relativement riche, injecté dans le Second cylindre 15 par les seconds passages de purge 25, pousse devant lui les gaz brûlés contenus dans l'enceinte de combustion 26 vers le premier cylindre 1, de sorte que ces gaz brillés peuvent s'échapper d'une manière efficace par l1ori- fice d'échappement 12 du premier cylindre.Comme le mélange riche du second cylindre doit parcourir une distance. assez longue avant d'atteindre le premier cylindre, on peut éviter que ce mélange riche ne s'échappe aussi par l'orifice d'échappement 12, de sorte que ce mélange riche reste, au moins pour la plus grande partie, dans l'enceinte de combustion 26, où le mélange riche se réunit à l'air du mélange pauvre du premier cylindre 1 et est comprimé pendant la compression suivante pour former une charge en turbulence et stratéfiée avec une portion plus riche de l'extérieur. le déplacement du piston du second moteur B est, de préférence, égal ou inférieur au cinquième du déplacement des pistons du premier moteur A et, de préférence, le rapport de ces déplacements est eompris entre 0,03 et 0,01. Le rapport entre le diamètre du piston 18 du second moteur B et le diamètre du piston 5 du premier moteur A peut autre compris entre 0,25 et 0,5. Comme le second moteur B est monté par rapport au premier moteur A de façon que les cylindres des moteurs A et B soient parallèles l'un à l'autre, le second cylindre 15 du moteur B se trouvant près de l'extrémité supérieure du premier moteur A, la hauteur totale de la machine est réduite, l'agencement étant ainsi ramassée. Dans cette forme de réalisation, le second moteur B est monté sur le premier moteur A du caté éloigné du passage d'échappement 13 du moteur A et le passage d'entrée 7 du premier moteur s'étend en des-sons du carter 16 du second moteur, ce qui permet d'obtenir une disposition favorable du système d'entrée et d'échappement. Dans la forme de réalisation montrée à la figure 2, l'axe du second cylindre 15 du second moteur B est excentré par rapport au second carter 17 d'une distance F de façon telle que l'écartement entre l'axe du premier cylindre 1 et celui du second cylindre 15 soit plus faible que la distance entre l'axe du premier cylindre 1 et celui du second carter 17. les vilebrequins tournent dans le sens des flèches à la figure 2. Pendant le mouvement du second piston 18 du point mort supérieur au point mort inférieur le second vilebrequin 17 tourne d'un angle plus grand que pendant le mouvement du second vilebrequin 17 du point mort inférieur au point mort supérieur. Cela signifie que pendant son déplacement vers le haut, le second piston 18 se déplace plus vite que pendant son déplacement vers le bas. le mélange frais est, par conséquent, envoyé à une vitesse plus élevée vers enceinte de combustion 26 que dans la forme de réalisation précédente de sorte qu'une turbulence vigoureuse peut se produire dans l'enceinte de combustion 26. La figure 2 montre, en outre, que les passages d'entrée de cette forme de réalisation sont disposés l'un derrière~l'autre. La figure montre aussi les premiers et les seconds carburateurs 36 et 36a. Grâce à la disposition excentrée du second cylindre 15, par rapport au second vilebrequin 17, l'agencement de la machine est très ramassée, parce que le second cylindre peut être placé tout près du premier moteur. Un autre avantage de cette disposition est que le passage 37 entre l'extrémité supérieue du second cylindre et l'enceinte de combustion 26 peut être très court afin d'obtenir une puissance plus élevée. Entre le conduit d'entrée 7 et l'intérieur du second carter est montée une soupape à aiguille 16a. in fonctionnement, la pression dans le second carter pendant la compression tend à titre inférieure à la pression dans le premier carter. En disposant la soupape à aiguille 16a entre le premier carter et le second, le mélange ou l'air comprimé dans le premier carter peut s'écouler, au moins, partiellement, dans le second carter par la soupape à aiguille 16a pendant la descente des pistons. Ce mélange pauvre d'air se réunit au mélange fort riche du second carter, le volume du mélange dans le second carter étant ainsi augmenté et la pression dans le second carter étant plus stable. On est ainsi assuré que la purge de l'enceinte de combustion sphérique est plus complète et plus stable. Dans la forme de réalisation des figures 3 et 4, le vilebrequin 17 du second moteur est du type en porte à faux et le passage d'entrée 7 du premier moteur A est séparé du carter 16 du second moteur B par une paroi 38. le passage d'entrée 7 et l'orifice d'entrée 6 du cylindre 2 se trouvent au meme niveau que le passage d'entrée 22 du second moteur. En utilisant une telle disposition des passages 7 et 22, les deux carburateurs 40 et 41, représentés schématiquement à la figure 4, s'accomodent facilement d'un boitier commun 42, des passages simples et courts facilitant l'accouplement des étranglements pour une commande en commun. Ainsi les soupapes à aiguille 9 et 21 peuvent être aussi montées sur une plaque de support commune 39, ce qui facilite le montage de ces soupapes à aiguille dans la machine. Le rapport entre le volume de l'enceinte de combustion et la somme du volume de l'enceinte de combustion et du volume de l'espace de combustion à l'extrémité supérieure du premier cylindre, le premier piston étant au point mort su périeur est compris entre 0,4 et 0,85 et mieux entre 0,65 et 0,75. Le volume de la course du piston du second moteur est égal ou inferieur à 0,2 fois et mieux compris entre 0,03 et 0,i fois le volumede la course du premier moteur. Le point central de l'extrémité supérieure du second cylindre est situé plus près de l'axe du premier cy gindre que l'axe du second vilebrequin. Les pistons sont reliés de façon telle qu'ils se déplacent à peu près suivant la même phase. REWBND ICATI ONS i) Machine à combustion interne à deux temps comportant un premier moteur avec un premier piston mobile dans un premier cylindre et un premier carter et un second moteur avec un second piston mobile dans un second cylindre et un second carter, les extremités supérieures du premier et du second cylindre débouchant sur une enceinte de combustion munie d'une bougie, les deux pistons étant actionnés de façon à se déplacer tous deux vers l'enceinte de combustion pendant la compression, caractérisée en ce que le premier piston règle l'ouverture et la fermeture d'un-orifice d'échappement ou d'orifices d'échappement et l'ouverture et la fermeture d'un pre- mier orifice de purge ou de premiers orifices de purge afin d'envoyer de l'air ou un mélange pauvre d'air et de combustible du premier carter au premier cylindre, le second piston réglant l'ouverture et la fermeture d'un second orifice ou de seconds orifices de purge pour envoyer un mélange riche d'air et de combustible du.second carter au second cylindre,-le second moteur étant disposé près de la partie supérieure du premier moteur et approximativement parallèlement à celle-ci. 2) Machine à combustion interne à deux temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte de combustion comprend une chambre de combustion formée par une chambre de turbulence. 3) Machine à combustion interne à deux temps selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rapport entre le volume de l'enceinte de combustion et la somme du volume de l'enceinte de combustion et du volume de l'espace de combustion à l'extrémité supérieure du premier cylindre, le premier piston étant au point mort supérieurJest est compris entre 0,4 et 0,85 et mieux entre 0,55 et 0,75. 4) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volume de la course du piston du second moteur est égal ou inférieur à 0,2 fois et mieux compris entre 0,03 0,1 foisle volume de la course du premier moteur. 5) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes 2 à 4, caractérisée en ce que le volume de l'enceinte de combustion est égal à ou inférieur à 0,2 fois et mieux compris entre 0,05 et 0,15 fois le volume de la course du piston du premier moteur. 6) Machine à combustion interne à deux temps, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un passage d'entrée du second moteur est relié à un carburateur. 7) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier moteur est aussi du type, dans lequel l'air de purge pour le premier cylindre est envoyé à partir du carter du premier moteur. 8) Machine à combustion interne à deux temps selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour admettre du combustible dans le premier cylindre par le carter du premier moteur. 9) Machine à combustion interne à deux temps selon la revendication 8, caractérisée en ce que la disposition est telle que le mélange d'air et de combustible envoyé au premier moteur est un mélange pauvre, tandis que le mélange d'air et de combustible envoyé au second moteur est riche. 10) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes 2 à 9, caractérisée en ce que l'enceinte de combustion se trouve au-dessus du premier cylindre, un passage large et court étant agencé entre cette enceinte de combustion et ce premier cylindre. 11) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que l'enceinte de combustion est montée au-dessus du second cylindre. 12) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée e ce que le point central de l'extrémité supérieure du second cylindre est situé plus près de l'axe du premier cylindre que l'axe du second vilebrequin. 13) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe du second cylindre est excentrée par rapport à l'axe du second vilebrequin de façon telle que l'axe du second cylindre est situé plus près de l'axe du premier cylindre que l'axe du second vilebrequin. 14) tachine à combustion interne à deux temps selon la revendication 13, caractérisée en ce que la disposition du second vilebrequin par- rapport au second cylindre est telle que le second piston se déplace plus rapidement vers son point mort supérieur que vers son point mort inférieur. 15) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un orifice d'entrée du premier carter et un orifice d'entrée du second carter se trouvent au même niveau et des conduits d'entrée communiquant avec ces orifices d'entrée sont logés l'un derrière l'autre, vu dans le sens des axes des vilebrequins. 16) Machine à combustion interne à deux temps selon la revendication 15, caractérisée en ce que des soupapes à aiguille sont disposées dans ces conduits d'entrée, ces soupapes à aiguille étant montées sur un support commun. 17) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisée en ce que le second carter et le premier conduit d'entrée se trouvent à peu. près au même niveau. 18) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisée en ce que le premier conduit d'entrée débouche dans le premier cylindre et le second conduit d'entrée débouche dans le second carter. 19) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisée en ce que le second vilebrequin est monté à porte à faux. 20) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelc.onque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les carburateurs des deux moteurs sont logés dans un boitier commun. 21) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une soupape est prévue entre le premier et le second carter pour permettre le passage d'un courant de gaz du premier au second carter. 22) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pistons sont reliés de façon telle qu'ils se déplacent à peu près suivant la même phase. 23) Machine à combustion interne à deux temps selon la revéndication 22, caractérisée en ce que l'ou- verture et la fermeture des orifices des deux cylindres s'accomplissent approximativement au même instant. 24) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les vilebrequins sont couplés par des poulies dentées et une courroie dentée. 25) Machine à combustion interne à deux temps selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le second moteur est monté à l'opposé du ou des orifices d'échappement du premier moteur.