Brevet FR2319768A1 — publié le 19770225

L'invention a trait à un moteur a explosion à cycle deux temps comportant au moins un cylindre avec un piston associé à course alternative entre un point mort haut et un point mort bas, le cycle comprenant entre les temps de compression et moteur alterné une phase d'allumage vers le point mort haut et une phase de balayage de gaz brûlés par des gaz frais introduits sous pression par une lumière d'admission, tandis que les gaz brûlés sont évacués par une lumière d'échappement, les deux lumières précitées étant démasquées par le piston au voisinage du point mort bas. Les avantages des moteurs deux temps sont bien connus : la simplicité de mécanisme qui ne comporte pas de soupapes, ni de moyen de commande de celles-ci, arbre A carafe et train de démultiplication, et présence d'un temps moteur par révolution du vilebrequin, ce qui double intrinséquement la puissance massique par rapport à un moteur quatre temps.En compensation de ces avantages, la nécessité de comprimer les gaz frais venant du carburateur pour provoquer le remplissage du cylindre est source de difficultSs pour obtenir ut boa remplissage du cylindre, nota-ent aux rOgi élevés, et pour graisser correctement les pièces en mouvement relatif daas le moteur. en effet la cotpresgion préalable des gaz frais est généralement réalisée dans le carter qui renferme le vi- lebrequia par le Mouveisat du piston dans ie cylindre, le volume de gaz dans le carter variant de façon complémentaire du volume dans le cylindre.Pour assurer une surpression suffisante, le volume mort du carter doit etre réduit, ce qui entratne des embiellages courts, cause d'usure du moteur et ce carter doit entre étanche, notamment au joint de sortie du vilebrequin. L'association de plusieurs cylindres se révèle délicate, chaque cylindre devant Cotre associé à une chambre particulière du carter. Enfin le carter fonctionnant en surpresseur d'alimentation ne peut contenir une réserve d'huile de graissage, et cette huile de graissage doit étre introduite avec le carburant sous forme de "mélange deux temps" à un dosage déterminé. L'invention a pour objet un moteur deux temps qui n'utilise pas le carter pour comprimer les gaz frais et est exempt des sujétions qui en résultent. L'invention a également pour objet un moteur deux temps qui se prête à la réalisation de groupes polycylindriques. A cet effet l'invention propose un moteur à explosion à cycle deux temps comportant au moins un cylindre avec un piston associé à course alternative entre un point mort haut et un point mort bas, le cycle comprenant une phase d'allumage vers le point mort haut et une phase de balayage de gaz brayés par des gaz frais introduits sous pression par une lumière d'admission, tandis que les gaz brA- les sont évacués par une lumière d'échappement, les deux lumières précitées étant démasquées par le piston au voisinage du point mort bas, moteur caractérisé par un groupement par paire de cylindres parallèles avec des pistons associas à courses antiparallèles, par un alésage cylindrique élargi prolongeant chaque cylindre, par une embase de piston coulissant dans ledit alésage, embase et alésage définissant conjointement avec le piston une chambre annulaire de cowpressåon, par une lumière d'aspiration de gaz frais débouchant dans ladite chambre annulaire et démasquée par ladite embase au voisinage du point mort bas, et par un canal mettant en comnunica- tion au voisinage du point mort haut ladite chambre annulaire avec ladite re d'admission de l'autre cylindre de la paire. Ainsi le taux de compressiov ae la chaMbre angulaire peut Entre adapté aux meilleures conditions d'aspiration dans le carburateur et d'efficacité de remplissage des cylindres en gaz frais. Le carter qui renferme le vilebrequin n'est pas limite en volve et n'est pas kcessairement étanche ; il est donc susceptible de renfermer de lthuile de graissage qui sera distribuée par barbotage du vile requin aux différentes pièces en mouvement Les bielles peuvent etre assez longues pour réduire l'obliquité de bielle et l'usure en ovalisation.La paire de cylindres et pistons associés possède deux temps moteurs par révolution du vilebrequin, ce qui permet d'alléger le volant calé sur l'arbre du vilebrequin et d'obtenir un fonctionnement régulier. Avantageusement chaque piston possédant une jupe cylindrique s'étendant jusqu'à ladite embase, un canal réunit les lumières d'admission des cylindres d'une paire, et une échancrure dans chaque jupe s'étend longitudinalement depuis l'embase jusqu'à un point venant en regard de la lumière d'admission au point mort haut. Cette disposition est particulièrement simple et réduit les volumes morts pour la compression d'alimentation. De préférence, le moteur comprend quatre cylindres, deux paires de cylindres parallèles étant jumelées en V à angle droit. On a ainsi un groupe à quatre cylindres deux temps simple, compact et très bien équilibré. Avantageusement dans chaque jumelage de deux cylindres, une tubulure d'aspiration reliée à un carburateur réunit les lumières d'aspiration des chambres de compression, un gicleur alimenté par une réserve d'huile étant disposé dans ladite tubulure d'aspiration. Cette réserve peut être constituée dans une gouttière recueS- lant de l'huile projetée par barbotage du vilebrequin dans de l'huile contenue dans le carter. Un pointeau peut permettre le réglage du débit d'huile dans le gicleur. La forte aspiration par les chambres annulaires qui se remplissent brusquement lorsque les lumières d'aspiration sont démasquées par l'embase après une dépression importante, assure l'efficacité du gicleur qui peut ainsi doser un brouillard d'huile pour le graissage des parties hautes des cylindres. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente en coupe longitudinale un moteur deux temps à deux cylindres parallèles selon l'invention la figure 2 représente en coupe transversale un moteur à quatre cylindres en V résultant du jumelage de deux paires de cylindres analogues à ceux de la figure 1. Selon la forme de réalisation choisie et représentée figure 1, le moteur comprend deux groupes cylindres-pistons 1 et 2 accolés en parallèle sur un carter 3 contenant le vilebrequin 30. Les parties du groupe cylindre-piston 1 sont référencées de 10 à 19 et celles du groupe 2 de 20 à 29 avec une correspondance du chiffre des unités. Nous ne décrirons donc que le groupe cylindrepiston 1 dans la mesure où le groupe 2 lui est semblable. Le groupe 1 comprend un cylindre 10 prolongé par un alésage élargi 11. Dans le cylindre lo coulisse un piston 12 avec une jupe cylindrique. Ce piston est prolongé par une embase 13 qui coulisse dans l'alésage Il de manière à former une chambre annulaire 19 entre l'alésage 11, l'embase 13 et la jupe cylindrique du piston 12. Cette jupe cylindrique est creusée d'une échancrure 12a capable de venir au point mort haut en face de la lumière d'admission 14 du cylindre 10. En face de cette lumière d'admission 14 se trouve une lumière d'échappement 15 située légèrement plus haut que la lumière d'admission 14, en sorte que le piston 12, à son point mort bas, tel que représenté, démasque largement la lumière d'échappement 15 et partiellement la lumière d'admission 14. La lumière d'admission 14 est en communication avec la lumière d'admission correspondante 24 du cylindre 20 par un canal transversal. Le piston 12 est lié au vilebrequin 30 par une bielle 31 accouplée au maneton 35 ; de meme le piston 22 est relié au vilebrequin 30 par une bielle 32 s'accouplant sur le maneton 34.Les manetons 34 et 35 sont décalés de 180", en sorte que les déplacements des pistons 12 et 22 sont antiparallèles. Le carter 3 contient de l'huile de graissage 33 à un niveau tel que les pieds des bielles 31 et 32 plongent alternativement dans cette huile pour projeter huile de graissage vers les parties en mouvement du moteur par le mécanisme connu sous le nom de barbotage. Les chambres annulaires 19 et 29 sont reliées à travers des lumières d'aspiration respectivement 16 et 26 à une tubulure de carburateur et sont démasquées respectivement par les embases 13 et 23 lorsque ces embases sont au point mort bas, comme représenté pour le groupe 1.Bien entendu, le groupe 1 est fermé à sa partie supérieure par une culasse 17 avec un logement 10 pour une bougie d'allumage, et de façon analogue le groupe 2 comporte une culasse 27 avec un logement 28 pour une bougie d'allumage. Le fonctionnement du moteur peut etre compris de la façon suivante : les déplacements des pistons 12 et 22 étant antiparallèles lorsque l'un des pistons est au point mort bas, l'autre piston est au point mort haut. Lors de la rotation du moteur dans la course de détente du piston 12 du point mort haut au point mort bas, le volume de la chambre annulaire 19 augmente, mettant cette chambre en dépression. Lorsque l'embase 13 au voisinage du point mort bas démasque la lumière 16, il se produit une brusque aspiration de gaz frais en provenance du carburateur. Lors de la course de compression du piston 22 dans le cylindre 20 l'embase 23 commence par masquer la lumière d'aspiration 26, puis comprime les gaz frais aspirés précédemment dans la chambre annulaire 29.Lorsque dans la course de compression l'échancrure 22a vient en regard de la lumière d'admission 14 les gaz comprimés dans la chambre annulaire passent brusquement de la chambre annulaire à l'intérieur du cylindre parallèle, comme représenté, de la chambre annulaire 29 au cylindre 10 par le canal réunissant les lumières d'admission 14 et 24. L'injection sous pression des gaz frais par la lumière d'admission 14 vient chasser le reste des gaz brûlés qui s'étaient détendus dans le cylindre 10 au cours de la course de détente, gaz brillés qui commencent à s'échapper par la lumière d'échappement 15 dès que celle-ci commence à s'ouvrir, c'est-à-dire un peu avant le démas quage de la lumière 14 par le piston 12.La forme des fonds de pistons 12 et 22 est prévue pour défléchir le jet de gaz frais vers la culasse 17 (ou 27) pour que le balayage du reste des gaz brayés par les gaz frais soit efficace. Cette disposition est d'ailleurs classique. Bien entendu le cylindre 10 étant rempli de gaz frais, le piston 12 va remonter du point mort bas au point mort haut dans la course de compression obturant d'abord les lumières d'admission 14 et d'échappement 15, puis comprimant les gaz frais jusqu'à ce que les gaz étant allumés au voisinage du point mort haut par une bougie classique, la combustion des gaz provoque la détente motrice chassant le piston 12 vers le bas dans sa course de détente. I1 est clair que, les courses des pistons 12 et 22 étant antiparallèles, lorsqu'un des pistons 12 ou 22 est en course de détente, l'autre piston 22 ou 12 est en course de compression, la chambre annulaire du meme groupe 19 ou 29 est en dépression, tandis que l'autre chambre annulaire 29 ou 19 est en compression, on a donc par révolution du vilebrequin 30 deux temps moteurs. Le moteur représenté figure 2 comprend deux paires de cylindres analogues à la paire de cylindres représentée figure 1, paires de cylindres 1 et 4 disposées en V à angle droit. Bien entendu un seul cylindre de chaque paire est représenté sur cette coupe transversale. Le cylindre de la paire 1 comprend un cylindre 10, un alésage élargi 11, un piston 12, une embase 13 et une culasse 17 avec un logement de bougie 18. De façon similaire le cylindre de la paire 4 comprend un cylindre 40, un alésage élargi 41, un piston 42, une embase 43 et une culasse 47 avec un logement de bougie 48. La bielle 31 du piston 12 et la bielle 31' du piston 42 sont accouplées au meme maneton 35 du vilebrequin 30, en sorte que les mouvements des pistons 12 et 42 sont décalés d'environ 90" dans la rotation du vilebrequin 30.La lumière d'aspiration 16 de la chambre annulaire 19 et la lumière d'aspiration 46 de la chambre annulaire 49 sont réunies en commun à une tubulure d'admission 37 en liaison avec un carburateur. Dans l'axe de cette tubulure 37 et symétriquement par rapport aux lumières d'aspiration 16 et 46, se trouve un gicleur 39 qui pénètre à sa partie inférieure dans le carter 3 pour plonger dans une gouttière 38 située à la partie supérieure du carter 3. Lors de la rotation du vilebrequin 30 l'embiellage 35 et les tettes de bielles 31 et 31' viennent barboter dans-llhuile 33 placée dans le carter 3. Ce barbotage projette de l'huile, d'une part dans la partie inférieure des alésages élargis 11 et 41 et, d'autre part, dans la gouttière 38. Lors des aspirations successives de gaz frais par les chambres annulaires 19 et 49, un brouillard d'huile sort du gicleur 39 sous l'effet de la brusque dépression créée dans les lumières d'aspiration 16 et 46.Une certaine quantité d'huile se trouve ainsi mélangée aux gaz frais pour graisser efficacement d'abord les chambres annulaires 19 et 49, puis les cylindres 10 et 40. Un pointeau non représenté permet le réglage du débit d'huile par le gicleur 39 en obturant plus ou moins le canal de ce gicleur au voisinage de la gouttière 38. On remarquera que le moteur selon l'invention à la différence des moteurs deux temps classiques ne nécessite pas l'alimentation en carburant additionné d'huile de graissage dit "mélange deux temps", ce qui simplifie les problèmes d'approvisionnement. Le carter du moteur ne servant plus à la compression des gaz frais pour le balayage peut contenir de l'huile de graissage et n'est pas limité en volume pour procurer un taux de compression suffisant au balayage. Les embiellages peuvent ainsi étre allongés pour réduire les obliquités de bielle, source d'usure en ovalisation. De plus -le guidage conjoint des pistons par les segments de piston proprement dits et le segment de l'embase assurent un guidage des pistons en deux positions écartées, ce qui réduit encore les inconvénients de l'obliquité de bielle.Le carter ne servant pas de compresseur de balayage n'a pas besoin d'entre divisé en chambres séparées, une par cylindre, si bien que le jumelage en V avec embiellage commun est possible et que l'on dispose alors d'un moteur quatre cylindres deux temps sensiblement équivalent à un moteur "V8" à quatre temps avec une puissance massique sensiblement doublée. En outre en raison de la forme étagée des groupes cylindres, les chambres de combustion sont nettement dégagées du carter et de ce fait le refroidissement de ces chambres de combustion est particulièrement facile et efficace ; l'admission des gaz frais dans la chambre annulaire autour de la jupe de piston est également un facteur d'efficacité du refroidissement. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et bien des variantes peuvent etre réalisées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Moteur à explosion à cycle deux temps comportant au moins un cylindre avec un piston associé à course alternative entre un point mort haut et un point mort bas, le cycle comprenant une phase d'allumage vers le point mort haut et une phase de balayage de gaz brûlés par des gaz frais introduits sous pression par une lumière d'admission tandis que les gaz brayés sont évacués par une lumière d'échappement, les deux lumières précitées étant démasquées par le piston au voisinage du point mort bas, moteur caractérisé par un groupement par paire de cylindres parallèles avec des pistons associés à courses antiparallèles, par un alésage cylindrique élargi prolongeant chaque cylindre, par une embase de piston coulissant dans ledit alésage, embase et alésage définissant conjointement avec le piston une chambre annulaire de compression, par une lumière d'aspiration de gaz frais débouchant dans ladite chambre annulaire et démasquée par ladite embase au voisinage du point mort bas, et par un canal mettant en communication au voisinage du point mort haut ladite chambre annulaire avec ladite lumière d'admission de l'autre cylindre de la paire. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, chaque piston possédant une jupe cylindrique s'étendant jusqu'à la dite embase, un canal réunit les lumières d'admission des cylindres d'une paire, et une échancrure dans chaque jupe s'étend longitudinalement depuis l'embase jusqu'à un point venant en regard de la lumière d'admission au point mort haut. 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2 comprenant quatre cylindres, caractérisé par le jumelage en V à angle droit de deux paires de cylindres parallèles. 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans chaque jumelage de deux cylindres une tubulure d'aspiration reliée à un carburateur réunit les lumières d'aspiration des chambres de compression, un gicleur alimenté par une réserve d'huile étant disposé dans ladite tubulure d'aspiration. 5. Moteur selon la revendication 4, avec un vilebrequin barbotant dans un carter contenant de l'huile de graissage, caractérisé en ce que ladite réserve d'huile est constituée par une gouttière adaptée à recueillir de l'huile projetée par barbotage. 6. Moteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par un pointeau adapté à régler la quantité d'huile débitée par le gicleur.