Brevet FR2292111A1 — publié le 19760618

D'invention a pour objet un moteur à combustion interne à deux temps avec allumage par bougie, à deux, trois, quatre ou six cylindres, avec injection sans pompe du carburant au moyen des gaz d'échappement; dans ce type de moteur, les espaces utiles des cylindres sont reliés entre eux par des conduits de fa çon telle que pendant le temps moteur les gaz d'échappement sous forte pression, après que le piston a découvert l'orifice du conduit, pénètrent en quantité peu importante dans l'espace utile, entraînant avec eux le carburant fourni en quantité déterminée et produisent l'injection. Le moteur conforme à l'invention se caractérise par le fait qu'il constitue la réalisation d'un mode d'injection sans pompe du carburant dans un moteur à deux temps à trois cylindres, dont l'angle de décalage de la manivelle est égal à 1200, de façon telle que l'espace utile de chaque cylindre est relié par de conflWuits Ce faible diamètre avec les autres cylindres, chacun de ces conduits ayant une entrée située dans la chemise de lun des cylindres au-dessus de la moitié de la course du piston et une sortie d'injection située dans la chemise d'un deuxième cylindre au-dessous de la moitié de la course du piston; il se caractérise aussi par la réalisation d'une injection sans pompe du carburant dans le moteur à deux temps à quatre cylindres, disposés en série ou en V, de façon telle que les espaces utiles des cylindres, dans lesquels l'allumage a lieu tous les 1800 de rotation du vilebrequin, sont reliés entre eux par des conduits de gaz, auxquels le carburant est amené en quantité réglée, si bien que les gaz d'échappement d'un cylindre entralnant le carburant produisent l'injection dans un deuxième cylindre, dans lequel l'allumage a lieu après la rotation suivante de 1800 du vilebrequin. 'les gaz d'échappement de ce deuxième cylindre produisent à leur tour après encore une rotation de 1800 du vilebrequin l'injection dans le premier cylindre. En outre, l'invention se caractérise par le fait qu'elle réalise une injection sans pompe du carburant dans un moteur à deux temps à six cylindres en série ou en V de façon telle que les espaces utiles des cylindres sont reliés par des conduits de gaz, auxquels le carburant est amené en quantité réglée, si bien que les deux cylindres de chaque paire de cylindres, dans lesquels l'allumage a lieu tous les 1800 de rotation du vilebrequin, sont reliés entre eux, ou bien que les trois cylindres dans lesquels allumage a lieu tous les 1200 sont reliés entre eux de façon telle que l'espace utile de chaque cylindre est relié par deux conduits aux espaces utiles des cylindres restants, chacun de ces conduits ayant une entrée située dans la chemise de l'un des cylindres au-dessus de la moitié de la course du piston et une sortie d'injection située dans le deuxième cylindre au-dessous de la moitié de la course du piston. lia caractéristique commune à tous les systèmes est constituée par le fait que les axes des orifices d'injection sont dirigés vers les admissions des chambres de précombustion, ainsi que par le fait que la bougie d'allumage est située dans la chambre de précombustion dans la zone de surface conique définie par le flux d'injection, et aussi qu'à l'endroit où le carburant est amené aux conduits de gaz des doseurs ouverts de carburant sont réalisés, composés d'une chambre de dosage de volume supérieur à la dose maximale de carburant pour un cycle de travail et d'un canal d'entrée et d'échappement de diamètre inférieur à 0,5 fois le diamètre du conduit de gaz. A l'endroit où est situé le doseur de combustible peut aussi être situé la soupape électromagnétique à carburant.En dehors de ceci, une des caractéristiques communes supplémentaires est constituée par le fait que les conduits amenant le carburant aux doseurs sont réchauffés au moyen des gaz d'échappement et que les orifices d'entrée des conduits de gaz s'élargissent par un redent au voisinage de la chambre des cylindres. Les moteurs à combustion à deux cylindres avec injection sans pompe du carburant jusqu'ici connus, dans lesquels les espaces utiles sont reliés par des conduits de gaz ne permettent pas d'adaptation pour des moteurs à trois cylindres ou plus, et ne concrétisent pas la direction du flmx d'injection, la position de la bougie d'allumage et des doseurs de carburant. Dans le moteur conforme à la présente invention on a appliqué l'injection sans pompe du carburant à des moteurs å trois, quatre et six cylindres et des doseurs ouverts de carburant, en éliminant les soupapes automatiques à fonctionnement peu fiable. On a réalisé l'injection à l'intérieur de la chambre de précombustion dans la zone de la bougie d'allumage, avec réchauffage simultané des conduits de gaz par les gaz d'échappement brûlants avec élargissement des orifices d'entrée des conduits de gaz au voisinage de la chemise du cylindre afin d'éliminer la formation de dépôts charbonneux à la sortie des orifices.Les améliorations ci-dessus rendent possible l'em- ploi d'un système d'injection bon marché et simple dans tous les moteurs existants à deux temps à plusieurs cylindres, ce qui assure de trèa faibles consommations de carburants, permet d'employer des carburants lourds et de diminuer la toxicité des gaz d'échappement. On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1, 2 et 3 représentent schématiquement le moteur dans la version à trois cylindres et montrent schématiquement et dans tordre le fonctionnement de l'injection dans les différents cylindres ; - la figure 4 représente schématiquement la disposition des conduits dans un moteur à quatre cylindres; - les figures 5 et 6 représentent la disposition des conduits dans un moteur à six cylindres - la figure 7 représente schématiquement un moteur à deux temps à deux cylindres, montrant la direction de l'injection dans les chambres de précombustion, la disposition des bougies d'allumage, le diseur de carburant et le réchauffeur de carburant ; et - les figures 8a et 8b montrent la constitution de 1 'ori- fice d'entrée du conduit de gaz d'une part en coupe et d'autre part en vue de face. Be principe de fonctionnement du moteur à combustion interne à trois cylindres selon l'invention est le suivant. Â la figure 1 on a représenté schématiquement le moteur au moment où dans le cylindre 2, après l'allumage, le piston a découvert l'orifice d'arrivée 8 du conduit de gaz 5. A ce moment une certaine quantité de gaz d'échappement pénètre à gran de vitesse et forte pression dans 1 'espace du du cylindre 3 en entraînant et pulvérisant en meme temps le carburant fourni au doseur 15 de la pompe 19 à débit variable.Ce carburant est injecté dans la chambre de précombustion 22. Â la figure 2 on a représenté ce même moteur après une rotation de 1200 du vilebrequin, les gaz d'échappement étant prélevés du cylindre 3 et injectés dans le cylindre 1. b la figure 3 l'injection a lieu dans le cylindre 2, les gaz d'échappement étant prélevés du cylindre 1. L'injection dans les divers cylindres a lieu au moment où le piston se trouve au voisinage de son point mort bas, ce qui est avantageux, étant donné la longue durée pendant laquelle le mélange se forme dans le cylindre, c'est-àdire pendant presque tout le temps de compression.Le moment meme de l'injection est déterminé par la position des orifices d'entrée (7, 8, 9) des conduits (4, 5, o) par rapport aux points morts hauts du piston, ces orifices devant être situés dans la chemise du cylindre au-dessus de la moitié de la course du piston. Etant donnée la différence de pression nécessaire pour produire l'injection, les orifices d'injection (10, 11, 12) doivent etre situés dans la chemise des cylindres audessous de la moitié de la course du piston. Le principe de fonctionnement du moteur à quatre cylindres à deux temps avec injection sans pompe du carburant conforme à la présente invention est représenté schématiquement à la figure 4. On s'est borné ici à montrer le schéma de raccordement des conduits de gaz des divers cylindres. On relie donc par paires les cylindres dont les bras de manivelle du villebrequin sont décalés de 1800, c' est-à-dire sur la figure les cylindre s 21 et 23 et 22 et 24. De cette façon on obtient deux ensembles tels que dans le moteur à deux cylindres de la figure 7, les cylindres étant reliés par paires par un conduit de gaz 26, les orifices d'entrée et de sortie de ce conduit étant situés dans les chemises des cylindres au-dessus de la moitié de la course du piston, à la même distance du point mort haut du piston. Le principe de fonctionnement du moteur à six cylindres conforme à la présente invention est représenté schématiquement à la figure 6. On s'est ici aussi borné à montrer le scné- ma des raccordements des conduits de gaz entre les divers cylindres. Xe principe de raccordement est tel qu'il consiste à relier entre eux, en trois paires, les cylindres (figure 5) doirs les bras de manivelle du vilebrequin sont décalés de 1200. Dans ce cas on relie deux cylindres à l'aide d'un conduit de gaz 34, 3, 6-dissosé comme dans le moteur à deux cylindres au-dessus de la moitié de la course du piston et à la même distance des points morts hauts du piston. Le deuxièmè principe de raccordement des cylindres de la figure 6 consiste à relier entre eux trois cylindres, dont les bras de manivelle du vilebrequin sont décalés de 1200;; comme dans le moteur à trois cylindres (figures 1, 2, 3), chacun de ces trois cylindres est relié aux deux cylindres restants au moyen de deux conduits de gaz 44, 45 et 46. Sur la figure 7 on a représenté en prenant comme exemple un moteur à deux cylindres à deux temps dont l'angle de décalage des manivelles du vilebrequin est égal à 1800 un système d'alimentation conforme à l'invention. he carburant est fourni en quantité réglée par la pompe 19' au conduit 16'. he conduit 16' sur une certaine partie de sa longueur passe par le collecteur d'échappement 23' du moteur, formant un réchauffeur préliminaire du carburant.La température à laquelle le carburant est réchauffé est presque indépendante de la charge du moteur, car le changement de la température des gaz d'échappement est approximativement inversement proportionnel à la vitesse de rotation du moteur, c'est-à-dire à la durée de réchauffement d'une dose donnée de carburant. he carburant préalablement réchauffé est fourni au doseur de carburant 13'. Le doseur 13' est du type ouvert et ne possède pas de soupapes de retenue automatiques. Il se compose d'un canal d'entrée 21' et d'un canal de sortie 22' ainsi que d'une cham -bre de dosage.Ces canaux 21', 22t ont des diamètres inférieurs à 0,5 fois le diamètre du conduit de gaz 6' qui relie les cylindres. he volume de la chambre du doseur 13' est légèrement supérieur à la dose maximum de carburant pour un cycle de travail d'un cylindre. Lorsque dans le cylindre 1', pendant le cycle de travail, le piston découvre l'entrée 10' du conduit de gaz 6', une certaine quantité peu importante de gaz d'échappement passe par ce conduit 6' entrainant le carburant du doseur 13 et le pulvérisant, et cette dose de carburant qu'il contient se trouve injectée dans le cylindre 2'. après une rotation de 1800 du vilebrequin, les gaz d'échappement passent par le conduit 6' du cylindre 2' au cylindre 1' avec injection simultanée du carburant qui est entre temps fourni au doseur 13'. La section du conduit de gaz 6' à son endroit le plus étroit est inférieure à 0,04 fois le diamètre du cylindre. Les orifices des conduits de gaz par lesquels est réalisée l'inåec- tlon de carburant (dans le moteur à deux cylindres, les orifices 10' et 11', dans le moteur à trois cylindres, les orifices 10, 11, 12) situés dans les chemises des cylindres sont dirigés de façon que le jet injecté tombe dans l'entrée de la chambre de précombustion 20'. La bougie d'allumage 24' est située dans la chambre de précombustion, dans'la zone de surface conique définie par le jet injecté, figure 7. Dans le moteur conforme à l'invention on peut à la place des doseurs de carburant 13, 14, 15 et 13' employer des soupapes électromagnétiques de construction connue, dont le temps d'ouverture est commandé électroniquement. A la figure 8 on a représenté la constitution de l'orifice d'entrée du conduit de gaz (dans le moteur à deux cylindres les orifices 10' et 11'; dans le moteur à trois cylindres, les orifices 7, 8 et 9). L'orifice d'injection au voisinage de la chemise du cylindre 25' s'élargit par un redent formant l'espace 26', les rebords 27' de l'orifice d'entrée à proprement parler 28' étant arrondis. L'espace 26' a pour fonction de retenir l'huile ramassée par les bagues pendant le mouvement du piston, cette huile 30' étant soufflée de cet espace 26' pendant le temps moteur au moment où il est découvert par la bague supérieure 29' du piston entre le piston et la chemise du cylindre. Grâce à cela il n'y a pas formation de dépôt charbonneux, résidu de l'huile carbonisée au bord de l'orifice du conduit de gaz. 'les arrondis du rebord de l'orifice à proprement parler éliminent la turbulence du jet de gaz. REVENDICÂTIONS 1.- Moteur à combustion interne à deux temps et plusieurs cylindres avec injection sans pompe du carburant et allumage par bougie, dans lequel les espaces utiles des cylindres sont reliés entre eux par des conduits de gaz, dans lesquels parvient le carburant en quantité déterminée, caractérisé par le fait que dans un moteur à trois cylindres dont l'angle de décalage des manivelles du vilebrequin est égal à 1200, l'espa- ce utile de chaque cylindre est relié par des conduits de gaz aux cylindres restants, si bien qu'à chaque cylindre parviennent deux conduits, chacun de ces conduits ayant une entrée ménagée dans la chemise d'un cylindre au-dessus de la moitié de la course du piston, et une sortie d'injection ménagée dans la chemise du deuxième cylindre, au-dessous de la moitié de la course du piston, le carburant étant fourni dans chacun de ces conduits en volume réglé. 2.- Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans un moteur à quatre cylindres disposés en série ou en V les espaces utiles des cylindres, dans lesquels l'allumage a lieu tousles 1800, sont reliés entre eux par un conduit de gaz dont les orifices d'entrée et d'injection sont situés dans la chemise des cylindres au-dessus de la moitié de la course du piston à des distances égales du point mort haut du piston, le carburant étant fourni dans chacun de ces conduits en volume réglé. 3.- moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans un moteur à six cylindres disposés en série ou en V les espaces utiles des cylindres, dans lesquels l'allumage a lieu tous les 1800, sont reliés par paires entre eux par un conduit de gaz, dont les orifices d'entrée et d'injection sont situés dans la chemise des cylindres au-dessus de la moitié de la course du piston à des aistances égales du point mort haut du piston, le carburant étant fourni dans chacun de ces conduits en volume réglé. 4.- moteur à combustion interne selon la revenaication 1, caractérisé par le fait que dans un moteur à six cylindres disposés en série ou en V les espaces utiles des cylindres, dans lesquels l'allumage a lieu tous les 1200, sont reliés entre eux par des conduits de gaz, si bien qu'à chacun des cylindres parviennent deux conduits reliant ce cylindre à deux autres cylindres, chacun de ces conduits ayant une entrée mé- nagée dans la chemise d'un cylindre au-dessus de la moitié de la course du piston et une sortie d'injection ménagée dans la chemise du deuxième cylindre au-dessous de la moitié de la course du pIston, le carbant étant fourni dans chacun de ces conduits en quantité réale. 9 Moteur à combustion interne selon les revendications 1,2, 3 et 4, caractérisé par le fait que les axes des orifices par lesquels le carburant est injecté dans les cylindres sont dirigés vers l'admission des chambres de précombustion. 6.- Moteur à combustion interne selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que sur les conduits de gaz reliant les cylindres sont installés des doseurs de carburant, composés d'un canal d'entrée, d'une chambre de dosage et d'un canal de sortie, ces canaux ayant des diamètres inférieurs à 0,5 fois le diamètre du conduit de gaz, le volume de la chambre de dosage supérieur à la dose maximale nécessaire à 1 cycle de travail d'un cylindre et la section des conduits de gaz à l'endroit le plus étroit inférieur à 0,01 fois le diamètre du cylindre. 7.- Moiteur à combustion interne selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que la bougie d'allumage est située dans la chambre de combustion dans la zone de la surface conique définie par le jet d'injection. 3.- moteur à combustion interne selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que sur les conduits de gaz reliant les cylindres sont placées des soupapes électromagnétiques de construction connue pour le dosage du carburant, et dont le temps d'ouverture est commandé par voie électronique. 9.- Moteur à combustion interne selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait- que les conduits amenant le carburant aux doseurs sont réchauffés préliminairement au moyen des gaz d'échappement, les conduits de gaz pouvant également etre réchauffés au moyen des gaz d'échappement. 10.- Noteur à combustion interne selon-les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que les orifices d'entrée des conduits de gaz s'élargissent par redent au voisinage de la chemise du cylindre et forment un espace dans lequel s'amasse 1' huile, la grandeur de cet espace étant supérieure à la hauteur de la bague de piston et les rebords de l'orifice d'entrée à proprement parler étant arrondies.