Brevet FR2248411A1 — publié le 19750516

La présente invention est relative aux moteurs à combustion interne à deux temps et son but est d'obtenir un meilleur rendement par l'augmentation de la puissance effective d'un moteur de capacité donnée et de permettre de faire varier plus largement la composition en proportion du mélange essence-huile sans nuire à la puissance effective. Selon la présente invention, le moteur à combustion interne à deux temps considéré est du genre comportant an carter présen- tant une ouverture d'admisssion dans sa paroi, un cylindre sur le carter, un vilebrequin monté rotatif dans le carter, un piston @ouvant coulisser dans le cylindre, une bielle reliant le piston et le vilebrequin, le cylindre comprenant d'une part une ouverture d'échappement dans sa paroi latérale, et d'autre part une ouverture longitudinale sur la face interne de la paroi latérale destinée au passage du mélange carburé allant du carter dans la chambre d'explosion déterminée par le piston dans le cylindre et des éléments de soupape d'admission pour l'ouverture correspondante, qui existe dans la paroi du carter.Ce moteur est caractérisé en ce que l'ouverture d'échappsment et, ou bien, de passage est constituée par plusieurs orifi@es, espacés @@@ulsirenent @@@@@r de l'axe du cylindre. De préférence, ces crifices sont aisposés @ymétrique@ent autour de l'axe du cylindre. On obtien@ ainsi une sectionde passage glus grande, pour une longueur axiale déterninée, que celle dont on disposerait avec un seul orifice sans a@faillir indûment la paroi du cylindre et on peut placer le bord supérieur des crifi@es en un point plus bas de la paroi, ce qui permet au piston d'effectuer une course utils plus longue que @asqu'à présent et améliore Le modèle de débit entrant et sortant @@ @ylindre. Il est avantageux d'intercaler les orifices @'échappenent entre les crifices de passage. Mesurée dans le sens de la tête du cylindre vers l'axe du carter moteur, la distance du bord antérieur des orifices de passa ae à la tte n cylindre est de préférence supérieure a la distance du bord antérieur des orifices d'échappement à la etc du cylin- dre et les dimensions ainsi que les positions relatives des orifices d'échappement sont avantageusement telles qu'à mesure que le piston se déplace-dans le sens de la tête du cylindre à lraxe du vilebrequin, ce piston découvre au moins la moitié de la section totale de passage des orifices d'échappement avant de commencer à découvrir les orifices de passage, Selon une antre caractéristiue, les éléments de soupape d2admission comprennent un élément de soupape mobile destiné à ouvrir et fermer l'ouverture d'admission et qui est accouplé au vilebrequin pour fonctionner en synchronisme avec la rotation de celui ci. Du fait qu'il s'effectue mécaniquement en rapport avec la rotation du vilebrequin et qu'il se distingue d'an fonctionnement commandé par écoulement des gaz et/ou par la variation de pression, le fonctionnea-ent des éléments de la soupape d'admission est rendu indépendant 1 / des caractéristiques physiques du mélange admis, 20/ du régime du moteur et ainsi de l'inertie et de la vitesse d'écoulement du mélange admis, 30/ de toutes variations de l'écoulement provenant de la forme de la voie suivie par 11 écoulement des gaz à l'admission pour différents régimes de cet écoulement0 Le fonctionnement mécanique des éléments de la soupape d'admission en repport avec la vitesse du vilebrequin permet de déterminer le monent de l'ouverture de ces élé@ents de soupape, de même que de faire varier et de prérégler les durées d'ouverture et de fermeture de la soupape.De plus, l'accouplement mécanique des élé ment s de soupape avec le vilebrequin peut permettre d'introduire un facteur variable dans le temps en fonction de la vitesse, par exemple, une avance 1 ouverture et, ou bien, une prolongation de la dure de 11 ouverture pour une marche à très grande vitesse. Dans une disposition préférée, l'ouverture du passage de la soupape d'admission cons le carte---- présente un siège de soupape parallèle au plan de rotation du vilebrequin et l'élément mobile de la soupape est un segment de disque, supporté par le vilebrequin et tournant avec celui-ci pour coopérer avec ledit siège de soupape. Une forme de réalisation du moteur à combustion interne à deux temps conforme à la présente invention est décrite ci-après en référence aux dessins ci-joints, sur lesquels les Fig. 1 à 4 sont des vues en coupe représentant le vilebrequin et le piston en quatre positions successives de fonc tionnement ; les Fig. 1A, 1B, 1C et 1D sont des vues schématiques représentant les positions relatives d'an orifice d'admission et d'une soupape à disque correspondant aux positions in diquées par les Fig. 1 à 4 ; Ia Figure 5 est une coupe verticale, axiale, du cylindre ; la Figure 6 est une vue de profil de la tête de cylindre ; la Figure 7 est une vue de dessous dans le sens de la flèche "B" de la Pige 6 ; la Figure 8 est une vue en plan de la Fig. 7 ; la Figure 9 est une vue développée de l'alésage du cylindre. Le moteur comporte un carter 1 auquel une texte de cylindre 2 est fixée par des boulons (non représentés) Les toiles 3 du vile brequin présentent une portée 4 pour une bielle classique 5, accouplée par son coussinet de pied de bielle 6 à un piston 7. Dans la paroi latérale du carter 1 est prévu un orifice 8 de soupape d'ad- mission, auquel aboutit un carburateur convenable (non représenté). L'orifice 8 peut être ouvert et fermé par un disque 9 formant soupape, porté par le vilebrequin. Ce disque ferme l'orifice 8 par son contour partiel 9a, tandis qu'une partie 9b du contour du disque dégage l'orifice 8 et provoque son ouverture. Dans la paroi latérale 2a du cylindre sont prévus quatre orifices d'échappement 10, de même dimension et disposés également espayés angulairement autour de l'axe longitudinal du cylindre Dans cette paroi latérale 2a du cylindre sont ménagés quatre orifices de passage identiques 11, ayant chacun la forme une can- nelure ou d'une rainure s'étendant longitudinalement sur la paroi du cylindre en présentant une largeur et une profondeur plus gran- des à la base du cylindre qu'à mi-liauteur environ du cylindre, où ces cannelures se terminent.Les quatre orifices de passage sont également disposés également espacés angulciremert autour de l'axe longitudinal du cylindre et symétriquement entre les paires voisines d'orifices d'échappement 10. En fonctionnement, une montée du piston provoque (a) l'intro- duction dans le carter moteur du mélange carburant frais et (b) le compression du mélange carburant se trouvent déjà dans la chambre d'explosion. Quand l'explosion se produit, le piston se déplace vers le bas et communique de l'énergie au vilebrequin. Vers la fin de sa cour-se descendante, le piston découvre les orifices d'échap- pement, permettant ainsi l'évacuation des produits de la combustion. Un peu plus tard, le piston découvre pareillement les orifices de passage, permettant à quelques-ans des gaz comprimés dans le carter de passer par ces orifices dans la chambre dlexplosion. Le piston accomplit alors la course ascendante suivante et répète le même cycle d'opérations. En conséquence, une explosion se produit dans le moteur par tour de vilebrequin. Il était classique jusqu'à prsent de faire contrôler l'ori- fice d'admission par une soupape à ressort, qui s'ouvrait sous l'influence de la pression différentille des gaz, c'est-à-dire seulement lorsque la pression à l'intérieur du carter moteur, due à une course ascendante du piston, s'était suffisamment abaissée pour que soit surmontée la charge de la soupape. La soupape dXad- mission ne se fermait que lorsque le piston approchait du point mort haut et l'afflux des gaz était suffisamment réduit pour permettre à la charge agissant sur la soupape à ressort de fermer celle-ci.Il n'y avait par conséquent aucune possibilité de faire varier le temps de l'ouverture et de la fermeture de la soupape d'admission par rapport à la course ascendante du piston autrement qu'en modifiant la charge de la soupape, ce qui ne permettait qu'une variation limitée. Le chronométrage et la durée de l'ouverture de la soupape d'admission dépendaient en conséquence de la densité et de la viscosité du mélange carburant. Le mélange pour un moteur du genre considéré est constitué par de llair et du fuel oil, A titre d'e@ xemple, si le moteur était prévu pour fonctionner avec un mélange à 1/20 de carburant et l'utilisateur du moteur l'employait avec un rapport de i/i s, la teneur en huile étant augmentée provoquait une dépression plus grande dans le carter avant que le piston atteigne le point prévu pour l'ouverture de la soupape à ressort, ce qui permettait l'admission avancée et de ce fait la simultanéité de cette admission et du chargement du mélange dans le cylindre.Gela avait un effet sérieux sur la puissance effective et le couple du moteur. Au contraire, le disque-soupape 9 de la présente invention peut être réglé angulairement par rapport au vilebrequin afin de modifier le chronométrage et on peut changer la proportion du contour 9a et de la partie enlevée 9b du disque afin de régler la durée de l'ouverture. De plus2 dans le moteur à soupape à ressort classique, la dépression cessait d'exister dans le carter quand le piston attei gnait le point mort haut, ce qui permettait à la soupape de se fermer, Ainsi, lleffet de "refoulement" désiré dans les moteurs modernes à grande vitesse ne peut pas être obtenu. Au contraire, dans le moteur selon la présente i-nvention, on peut modifier le chronométrage de manière que l'admission ne cesse pas avant que le piston ait atteint le point mort haut, de sorte qu'on peut obtenir l'effet de "refoulement". Il était classique jusqu'à présent de disposer d'un orifice de passage sur un c8té du cylindre et orifice d'échappement du coté opposés en se basant sur cette théorie que le mélange frais admis balayait ainsi le mieux possible les gaz d'échappement. Il résultait incidemment de cette disposition qu'un côté du cylindre était constamment maintenu très chaud par les gaz d'échappement, tandis que le coté opposé était conservé relativement beaucoup plus frais par le mélange arrivant o Au contraire, le moteur selon la présente invention comporte, pour l'échappement, plusieurs orifices disposés symétriquement autour de l'axe du cylindre et plusieurs orifices de passage, pareillement répartis symétriquement autour de ce meme axe et intercalés entre les orifices dtéchappe- ment, grâce à quoi le chauffage et le refroidissement du cylindre sont distribués de manière sensiblement homogène sur le pourtour du cylindre0 En tenant compte de toutes les caractéristiques précédemment décrites, on aboutit à ce résultat qu'en raison de la possibilité de. faire varier le temps de lladmission, on peut introduire dans le carter un plus grand volume de mélange de gaz (indépendammeft des variations dans la nature de ce mélange) ce qui donne une pression relativement plus élevée à l'intérieur du carter0 Le mélange est alors distribué également autour de l'axe du cylindre par les orifices de passage multiples et les produits de la combus- ion de l'explosion précédente peuvent être mieux expulsés par les multiples orifices d'échappement régulièrement répartis.En outre, le mélange arrivant est distribué dans toute la chambre d'explosion, au point qu'une bougie encrassée sera nettoyée automatiquement par un ou deux tours du moteur0 Après que la combustion a eu lieu, le piston peut accomplir une plus forte proportion de sa course motrice avant que s'ouvrent les orifices d'échappement du fait que ces orifices étant multiples, leur section présente une dimension réduite dans le sens de l'axe du cylindre, pour une section transversale donnée. Réciproquement, pour une dimension axiale des orifices donnée, la section transversale peut etre plus grande que pour un seul orifice ou deux0 La répartition des orifices d'échappement symétriquement autour de la paroi du cylindre évite la formation de poches de gaz d'échappement sur un côté du cylindre et réduit en même temps la limite dans laquelle les gaz d'échappement peuvent brtler le mélange arrivant, en supprimant de ce fait une source de réduction considérable de la puissance du moteur0 REVENDICATIONS 1/- Moteur à combustion interne à deux temps- du genre qui comprend: un carter présentant dans sa paroi une ouverture d1admission ; un cylindre sur le carter ; un vilebrequin monté rotatif dans le carter ; un piston pouvant coulisser dans le cylindre ; une bielle reliant le piston et le vilebrequin, ledit cylindre comportant d'une part une ouverture d'échappement dans sa pa- roi latérale, et dtautre part une ouverture longitudinale sur la face interne de cette paroi latérale pour le passage du mé lange carburé allant du carter dans la chambre d'explosion dé terminée par le piston dans le cylindre et des éléments de sou pape pour l'ouverture d'admission dans la paroi du carter, ce moteur étant caractérisé en ce que les ouvertures d'échappe ment et, ou bien, de passage sont constituées par plusieurs orifices, espacés angulairement autour de ltaxe du cylindres 2/- Moteur à combustion interne à deux temps suivant la revendica tion 1, caractérisé en ce que les orifices dtéchappement et, ou bien, de passage sont espacés symétriquement autour de l'axe du cylindre. 3/- Moteur à combustion interne à deux temps suivant la revendica tion 1 ou 2, caractérisé en ce que les orifices de passage sont; intercalés entre les orifices d'échappement. 4/- Moteur à combustion interne à deux temps suivant l'une quel conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, mesurée dans le sens de la tette du- cylindre vers l'axe du vilebrequin, la distance à partir de la taste du cylindre est plus grande pour le bord antérieur des orifices de passage que pour le bord antérieur des orifices d'échappement. 5/- Moteur à combustion interne à deux temps suivant la revendica tion 4 caractérisé en ce que la dimension et la position rela tive des orifices d'échappement sont telles que lorsque le pis ton se déplace dans le sens de la tete du cylindre vers l'axe du vilebrequin, ce piston découvre au moins la moitié de la section transversale des orifices d'échappement avant de com mencer à découvrir les orifices de passage. 6/- Moteur à combustion interne à deux temps selon l'une des reven dications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de soupape d'admission comprennent un élément mobile pour ouvrir et fermer l'ouverture d'admission, cet élément étant accouplé au vilebrequin pour fonctionner en synchronisme avec la rota tion du vilebrequin. 7/- Moteur à combustion interne à deux temps suivant la revendi cation 6, caractérisé en ce que l'ouverture du passage de la soupape d'admission dans le carter présente un siège de soupa pe parallèle au plan de rotation du vilebrequin, l'élément mobile de la soupape étant un segment de disque porté par le vilebrequin et pouvant tourner avec celui-ci pour coopérer avec le siège de soupape.