Brevet FR2232680A1 — publié le 19750103

La présente invention concerne un moteur a explosion comportant un cylindre auxiliaire prévu dans la tête de chaque cylindre et dans lequel peut se déplacer un piston auxiliaire sur lequel agit dans un sens la pression de la chambre de combustion et dans l'autre un ressort. Dans de tels moteurs, le piston auxiliaire doit faire varier le taux de compression en fonction de la charge parce que pour une faible charge, un mélange pauvre est admis dans le cylindre de sorte que le taux d'admission devient faible et que la compression dans un moteur classique ayant un taux de compression fixe devient également faible dans une mesure correspondante, ce qui du point de vue de la oenscssation de carburant n'est pas économique et a pour conséquence de provoquer une combustion insuffisante d'où il résulte une certaine pollution. Dans un moteur connu du type indiqué ci-dessus la face du ressort du piston auxiliaire est adaptée de telle manière que le piston est déplacé par la compression au cours de chaque course de compression. Au cours de la combustion, le piston auxiliaire est maintenu immobile par un mécanisme de verrouillage particulier qui est actionné par le piston principal lorsque ce dernier se trouve dans une position déterminée. Un tel mécanisme de verrouillagevqui doit être prévu dans chaque cylindre, complique considérablement le moteur et en raison du fait qu'il est exposé a des influences très sévères et qu'il travaille dans des conditions défavorables c 'est-à-dire à haute température et à une vitesse élevée, ce mécanisme de verrouillage s'use vite et ne peut que difficilement être maintenu en bon état de marche. On connaiit également des moteurs comportant un piston auxi liaire pour faire varier le taux de compression dans lesquels ce piston est commandé par un mécanisme d'asservissement, en général hydraulique. Un tel mécanisme est en principe capable de rendre optimales les conditions de fonctionnement en fonction de la variable qui commande le mécanisme d'asservissement, par exemple la pression maximale dans la chambre de combustion ; toutefois, ce mécanisme est relativement compliqué et coûteux. I1 est également connu de relier le piston auxiliaire à un amortisseur d'oscillations se présentant sous la forme d'un piston pouvant se déplacer dans un cylindre rempli de liquide qui peut passer d'un côté du piston à l'autre à travers un canal étroit. Un tel amortisseur assure que le piston auxiliaire ne suit pas les varia tions instantanées de la pression par cycle de travail, mais se place en fonction de la pression moyenne sur une période donnée. I1 en résulte donc qu'une brusque augmentation de la charge du moteur provoque un cognement temporaire, car le piston auxiliaire ne peut se déplacer suffisamment rapidement vers la position correspondant à la nouvelle charge.On a proposé de remédier à cet inconvénient en reliant l'amortisseur d'oscillation avec un canal de derivation qui peut être ouvert ou fermé par un papillon auxiliaire sollicité par un ressort et actionné par le papillon des gaz par l'intermediaire d'un autre amortisseur d'oscillations destiné à assurer que seuls les mouvements d'ouverture rapides du papillon des gaz soient transmis au papillon auxiliaire pour ouvrir le canal de dérivation. Ceci permet un mouvement rapide de positionnement du piston auxiliaire. Selon l'invention, on obtient le positionnement rapide du piston auxiliaire dans le cas d'une augmentation brusque de la charge de façon nettement plus simple et moins onéreuse, à savoir en reliant le piston auxiliaire avec un dispositif qui permet un mouvement essentiellement libre du piston auxiliaire dans le sens correspondant à la force du ressort mais qui freine les mouvements dans le sens opposé . En raison du fait que le piston auxiliaire n'est pas maintenu fixe, mais est contraint d'osciller, contribue à le rendre exempt de dépôts de calamine. Selon l'invention, ce dispositif peut comprendre un cylindre fermé rempli de liquide et dans lequel peut coulisser un piston qui est connecté au piston auxiliaire, les deux côtés du piston étant reliés l'un à l'autre en partie par un étranglement en partie au moyen d'un canal pouvant être ouvert ou fermé par un clapet antiretour. Un tel dispositif ferme un amortisseur d'oscillation à fonc- tionnement simple. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 montre une vue en coupe d'une partie de la tête et de la partie supérieure d'un cylindre , avec un piston au point mort haut dans un mode de réalisation du moteur suivant l'invention la Fig. 2 montre une vue en coupe d'un dispositif pour commander les mouvements du piston auxiliaire. La Fig. 1 montre la chambre de combustion 1 d'un cylindre de moteur qui comporte un piston 14 et une tête 15 munie de soupapes 16 et 17. Dans la partie supérieure de la tête est ménagé un cylindre auxiliaire 2 dans lequel se déplace un piston auxiliaire 3. Un trou fileté 4 destiné à recevoir une bougie d'allumage (non représentée) est ménagé dans le fond du piston auxiliaire 3. Ce dernier comprend deux tourillons 5 diamétralement opposés qui se déplacent respectivement dans des lumières allongées 6 pratiquées dans les branches d'un bras 7 en forme de fourche. Le bras 7 ainsi que les bras correspondands des autres cylindres sont fixés à un arbre 8 monté dans le sens longitudinal de la tête, de sorte que tous les bras 7 oscillent simultanément. La Fig. 2 montre un bras 9 qui est fixé sur l'arbore 8. L'ex trémité libre de l'arbre 9 est articulée sur un piston 10 qui se déplace dans un cylindre 11 rempli d'un liquide pour amortisseurs. Un ressort puissant 12 sollicite le piston 10 contre le fond du cylindre 11. Le piston 10 présente un clapet 13 qui laisse passer le liquide lorsque le piston se deplace vers le haut mais qui bloque l'écoulement du fluide lorsque le piston se déplace vers le bas. Lorsque le moteur tourne à vide, les pistons 3 et IO se trouvent dans leur position basse comme représenté , le ressort 12 étant calculé de telle manière. qu'il puisse résister exactement à la force que la pression exerce dans la chambre de combustion contre le piston 3 lorsque le moteur tourne à vide. Quand,lepapillon des gaz s'ouvre,la pression monte dans les chambres de combustion et les pistons 3 se déplacent. vers le haut. Le piston 10 se déplace également vers le haut jusqu'à ce que le ressort 12 soit comprimé de telle manière qu'il compense la force exercée sur le piston 3. Tant qu'il ne se produit aucune variation de la pression dans les chambres de combustion, les pistons 3 et 10 demeurent dans la meme position. Le ressprt 12 est calculé de telle façon que les pistons 3 et 10 occupent leur position haute lorsque la pression dans les chambres de combustion est maximale c'est-d-dire lorsque le taux d'admission est maximal. Si l'ouverture du papillon des gaz diminue, la pression dans les chambres de combustion diminue et les pistons 3 et 10 se déplacent lentement vers le bas, puisque le ressort 12 peut alors vaincre la force exercée sur le piston 3 et qu'il existe une certaine fuite entre le piston 10 et le cylindre 11 qui fonctionne comme étranglement. On peut constater que le volume des chambres de combustion et, partant, le taux de compression entre deux valeurs correspondant aux positions extrêmes du piston 3 peuvent varier automatiquement. On atteint ainsi le but visé. En donnant au piston principal une forme bombée comme représenté sur la Fig. 1, la valeur du taux de compression peut être déterminée pour la marche à vide eut en adaptant les dimensions du cylindre 2, on peut déterminer le taux de compression pour la pleine charge. Les bougies'ne sont pas nécessairement montées dans les pistons auxiliaires 3 comme représenté. Cependant , en choississant cet agencement, on évite la formation d'une poche susceptible de provoquer une combustion incomplète. De nombreuses variantes sont possibles dans le cadre de l'invention. Par exemple, le ressort 12 peut être disposé à l'extérieur du cylindre 11. La seule condition est qu'il doit agir à l'encontre du mouvement vers le haut du piston 3. REVENDICATIONS 1 - Moteur à explosion comportant un cylindre auxiliaire prévu dans la tête de chaque cylindre et dans lequel peut se déplacer un piston auxiliaire sur lequel agit dans un sens la pression de la chambre de combustion et dans l'autre un ressort, caractérisé en ce que le piston auxiliaire est connecté à un dispositif qui admet un mouvement essentiellement libre du piston auxiliaire dans le sens correspondant à la tension du ressort mais qui agit comme frein à l'encontre des mouvements dans le sens opposé. 2 - Moteur suivant la revendication I , caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un cylindre fermé rempli de liquide et dans lequel peut coulisser un piston qui est connecté au piston auxiliaire, les deux côtés du piston étant reliés l'un à l'autres en partie par un étranglement,en partie au moyen d'un canal pouvant être ouvert ou fermé par un clapet anti-retour.