Brevet FR2282535A1 — publié le 19760319

La presente invention concerne un moteur à cycle deux temps, comprenant un cylindre dans lequel se deplace un piston, et une culasse dont la face inférieure constitue une surface de chasse autour de la chambre de combustion. On sait que dans les moteurs, la turbulence accélère et ameliore la combustion, d'une part en assurant un brassage energique du mélange combustible et d'autre part en réduisant la distance d'inflammation, la première parcelle gazeuse touchée par l'étincelle étant entraînée dans le mouvement tourbillonnaire des gaz et multipliant ainsi les foyers d'allumage. La surface de chasse dont le roule est précisément de favoriser la turbulence intervient donc dans le bon fonctionnement des moteurs à cycle deux temps. L'expérience montre toutefois que dans ces moteurs, certaines particules gazeuses se trouvant en fin de compression entre la surface de chasse et le piston, au lieu d'être chassées dans la chambre de combustion, viennent s'accumuler à la périphérie externe de la surface de chasse. Or, comme l'onde d'inflamnation les atteint difficilement en cet endroit, leur combustion steffectue de façon incomplète, ce qui forme des crasses dans le cylindre et provoque une pollution notable de l'atmosphère par suite de l'émission d'une quantité relativement importante d'imbrdlés dans les gaz d'échappement. D'autre part, lorsque le piston se rapproche du point mort haut, la pression dans la chambre de combustion croit avec une grande vitesse, ce qui favorise en outre la dureté de la combustion et la formation de bruit. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un moteur à cycle deux temps qui se caractérise en ce qu'il comporte dans la surface de chasse une chambre de ventilation dont la liaison avec la chambre de combustion est obstruée progressivement par le piston lorsqu'il se déplace vers le point mort haut. Grâce à cette disposition, la formation de crasses et d'imbrûlés est réduite dans de très grandes proportions. En fin de compression, les parcelles de gaz se trouvant entre la culasse et le piston ne s'accumulent plus en effet à la périphérie externe de la surface de chasse, mais sont chassées dans la chambre de ventilation où elles pourront facilement être atteintes par l'onde d'inflammation, immédiatement après le passage du piston au point mort haut. Par ailleurs, la présence de cette chambre permet à la-pression de crotte moins rapidement et d'avoir une valeur maximum plus basse, ce qui améliore la progressivité de la combustion et diminue la formation de bruit. Enfin, il est possible d'utiliser un mélange très pauvre, la richesse globale de ce mélange pouvant atteindre 0,4, en particulier si l'on réalise une stratification. Selon un premier mode de réalisation de 1 invention, la chambre de ventilation est constituée par des chambres de ventilation élémentaires réparties uniformément dans la surface de chasse et débouchant chacune dans la chambre de combustion par une ouverture de liaison dont l'obstruction progressive est réalisée par un embrèvement du piston. On conçoit aisément qu'en fin de compression, les gaz situés entre la surface de chasse ainsi fractionnée et la surface correspondante de la face supérieure du piston sont chassés dans les chambres élémentaires et qu'ils peuvent être atteints par l'onde d'inflammation, immédiatement après le passage du piston au point mort haut. Selon un second mode de réalisation, la chambre de ventilation est constituée par un évidement annulaire réalisé sur la périphérie externe de la surface de chasse. Dans ee cas, les gaz se trouvant en fin de compression entre la surface de chasse et la surface correspondante de la face supérieure du piston sont dirigés dans la chambre de combustion et dans la chambre de ventilation où ils pourront là encore être atteints par l'onde d'inflammation immédiatement après le passage du piston au point mort haut. Il va de soi que le piston peut etre pourvu d'un embrèvement définissant un évidement annulaire extérieur dont le volume s'ajoute à celui de la chambre de ventilation. Cet évidement annulaire permet à la pression de croître encore moins rapidement et d'avoir une valeur maximum plus basse. La progressivité de la combustion est par conséquent encore améliorée. Deux modes d'exécution de la présente invention sont représentés à titre d'exemple sur le dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe schématique partielle d'un moteur à cycle deux temps conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1, le piston n'étant pas représenté ; et - la figure 3 est une vue en coupe schématique partielle d'une variante de réalisation du moteur représenté à la figure 1. Le moteur à cycle deux temps conforme à 11 invention comprend un cylindre 1 dans lequel se déplace un piston 2, et une culasse 3 dont la face inférieure constitue une surface de chasse 4 autour de la chambre de combustion 5. On remarquera que cette dernière est hémisphérique, mais il va de soi qu' elle pourrait avoir une toute autre forme. Dans les exemples représentés sur le dessin, le piston 2, qui porte d'une manière connue en soi des segments 6 sur sa paroi latérale, est pourvu d'un embrèvement central 7 sur sa face supérieure. La culasse 3 comporte, quant à elle, trois orifices débouchant dans la chambre de combustion et destinés à recevoir respectivement un injecteur 8 et deux bougies non représen tées. Conformément à l'invention, le moteur comporte dans la surface de chasse 4 une chambre de ventilation dont la liaison avec la chambre de combustion est obstruée progressivement par le piston lorsqu'il se déplace versle point mort haut. Selon le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, la chambre de ventilation est constituée par quatre chambres de ventilation élémentaires 9 réparties uniformément dans la surface de chasse 4 et débouchant chacune dans la chambre de combustion 5 par une ouverture de liaison 10 dont l'obstruction progressive est réalisée par l'ambrèvement 7. Il convient de noter que ce dernier a une section telle qu'il peut entièrement pénétrer dans la chambre de combustion avec un jeu très faible, mais compatible avec un fonctionnement sans contact. Ainsi, quand le piston se trouve au point mort haut, la surface annulaire 11 de sa face supérieure vient au contact de la surface de chasse 4, tandis que les ouvertures de liaison 10 sont complètement obstruées par l'embrèvement. Lorsque ltembrèvement pénètre dans la chambre de combustion, les particules gazeuses se trouvant dans l'espace délimité par la surface annulaire 11 et la surface de chasse 4 sont soumsps une forte turbulence et chassés progressivement dans les chambres de ventilation élémentaires 9. En fin de compression, lorsque cet espace s'annule,elles sont toutes transférés dans ces chambres, puis lorsque le piston dépasse le point mort haut, elles sont immédiatement atteints par l'onde d'inflamnation, ce qui n'est pas le cas dans les moteurs à cycle deux tempssclassiques où la combustion est de ce fait incomplète. On conçoit donc aisément que la présence dès chambres élémentaires permet de réduire considérablement la formation des imbrûlés et par conséquent la pollution atmosphérique. Il convient en outre de remarquer que grâce à ces chambres, la pression maximum du cycle est plus basse et que la progressivité de la combustion s'en trouve améliorée, ce qui évite la formation de bruit. Enfin, comme la turbulence créée par la surface de chasse encore relativement importante augmente la vitesse de combustion en assurant un brassage énergique du mélange combustible, ce dernier peut être très pauvre, sa richesse globale pouvant atteindre 0,4, en particulier lorsqu'on le stratifie. Selon le second mode de réalisation représenté à la figure 3, la chambre de ventilation est constituée par un évidement annulaire 12 qui est réalisé sur la périphérie externe de la surface de chasse 4 et qui, tout comme les chambres élémentaires 9, est isolé de la chambre de combustion lorsque le piston se trouve au point mort haut. Quand le piston est dans cette position, son embre vement vient en effet au contact de la surface de chasse 4 pour obstruer la liaison entre cet évidement et la chambre de combustion. Il convient par ailleurs de remarquer que le volume de l'évidement annulaire extérieur 13 défini par l'embrèvement s'ajoute à celui de l'évidement 12, ce qui permet à la pression de croître moins rapidement et d'avoir une valeur maximum plus basse. En fin de compression, les gaz se trouvant entre la surface de chasse 4 et la surface correspondante de l'embrèvement sont tous chassés, soit dans la chambre de combustion, soit dans les évidements 12 et 13. Il va de soi que les gaz introduits dans ces derniers peuvent ensuite être atteints par l'onde dtinflammation immédiatement après le passage du piston au point mort haut. La formation des imbrûlés selon cet autre mode de réalisation est donc également considérablement réduite. On conçoit en outre aisément que le mélange réactionnel utilisé peut être très pauvre puisqu'il est énergiquement brassé par la turbulence engendrée par la surface de chasse. A titre d'exemple, on donne ci-après un tableau dans lequel figurent d'une part les quantités de polluant émis par un moteur à cycle deux temps conforme à la présente invention et la consommation spécifique de ce dernier, et d'autre part les données correspondantes relatives à un moteur classique, ces dernières ayant été relevées dans la littérature existante. Moteur Moteur selon l'invention classique Imbrûlés (HC) 9 130 g/ch/h Monoxyde de carbone (CO) 30 94 g/ch/h Monoxyde d'azote (NO) 1,5 3 g/ch/h Consommation spécifique (Cs) 280 400 g/ch/h On voit par conséquent que le moteur selon l'invention permet de - diminuer la quantité d'imbrûlés dans le rapport 1 à 14 - réduire l'émission de CO dans le rapport 1 à 3 - réduire l'émission de NO dans le rapport 1 à 2 ; et - améliorer le rendement global d'au moins 28 %. REVENDICATIONS 1.- Moteur à cycle deux temps comprenant un cylindre dans lequel se déplace un piston, et une culasse dont la face inférieure constitue une surface de chasse autour de la chambre de combustion, caractérisé en ce qu'il comporte dans la surface de chasse une chambre de ventilation dont la liaison avec la chambre de combustion est obstruée progressivement par le piston lorsqu'il se déplace vers le point mort haut. 2.- Moteur à cycle deux temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de ventilation est constituée par des chambres de ventilation élémentaires réparties uniformément dans la surface de chasse et débouchant chacune dans la chambre de combustion par une ouverture de liaison dont l'obstruction progressive est réalisée par un embrèvement du piston. 3.- Moteur à cycle deux temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de ventilation est constituée par un évidement annulaire réalisé sur la périphérie externe de la surface de chasse. 4.- Moteur à cycle deux temps selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston est pourvu d'un embrèvement définissant un évidement annulaire extérieur dont le volume s' ajoute à celui de la chambre de ventilation.