Brevet FR2344716A1 — publié le 19771014

ta présente invention concerne un perfectionnement au moteur à combustion interne à allumage par étincelles à quatre temps du type Honda CVCC qui comporte deux soupapes d'admission pour introduire des mélanges air-carburant pauvre et riche dans le cylindre au moyen de deux carburateurs distincts. La culasse du moteur Honda présente un évidement pour contenir la soupape d'admission du mélange riche et est conformée de façon à empêcher le mélange riche de se mélanger entièrement avec le mélange pauvre situé à l'extérieur de l'évidement et dans le cylindre. Ainsi, il se forme deux poches séparées de mélange pauvre et de mélange riche à la fin de la course de compression, lorsque le mélange riche contenu dans ledit évidement est allumé par une bougie. Lorsque le mélange riche brûle lors de la course de détente, le mélange pauvre situé à ltextérieur de ltévidement est également brûlé lorsque le front de flamme 11 atteint. Le début de la combustion du mélange pauvre après l'allumage du mélange riche par la bougie favorise une combustion complète et diminue la pollution de l'air. Ce moteur Honda présente les caractéristiques combinées suivantes : (1) une soupape d'admission supplémentaire, (2) un carburateur supplémentaire, et (3) un évidement distinct ménagé dans la culasse pour empêcher le mélange pauvre de se combiner entièrement avec le mélange riche avant l'allumage. En comparaison des moteurs classiques à combustion interne à allumage par étincelles-E quatre temps, ledit moteur Honda présente les inconvénients suivants (1) il est plus coûteux à cause de la soupape d'admission supplémentaire et du mécanisme associé (2) il est plus coûteux à cause du carburateur supplémentaire (3) en comparaison de la culasse hémisphérique simple d'un moteur classique, la culasse évidée du moteur Honda présente une plus grande surface spécifique facilitant la dissipation de la chaleur et, par suite, diminuant le rende ment. La distance parcourue par l'étincelle de la bougie d'allumage au point le plus éloigné de la culasse est également plus longue et ledit moteur Honda a donc également plus tendance à détoner. La présente invention concerne un perfectionnement apporté audit moteur Honda. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe verticale d'un cylindre d'un moteur à quatre temps selon une forme de réalisation de l'invention la figure 1A est une coupe suivant la ligne 1A-1A de la figure 1 la figure 2 est une coupe longitudinale du cylindre dlun moteur à deux temps selon une forme de réalisation de l'invention;; les figures 2A et 2B sont des coupes transversales montrant la soupape de la forme de réalisation de la figure 2 la figure 3 est une coupe longitudinale d'un cylindre d'un moteur à quatre temps selon une autre forme de réalisation perfectionnée de l'invention la figure 3A est une coupe suivant la ligne 3A-3A de la figure 3 la figure 4 est une coupe longitudinale d'un cylindre d'un moteur à deux temps selon Une autre forme de réalisation perfectionnée de l'invention ; et la figure 4A est une coupe suivant la ligne 4A-4A de - la figure 4. Sur les diverses figures, le vilebrequin est désigné par 1, la bielle par 2, le piston par 3, le cylindre par 4, le gicleur de carburant par 5, les bougies d'allumage par 6, la soupape d'admission par 7, la soupape d'échappement par 8, la culasse par 9, l'orifice de balayage par 10, la première chambre par ll et la seconde chambre, également appelée évidement, par 12. Les mêmes éléments portent donc les mêmes numéros de référence sur les diverses figures. Il peut être prévu un ou plusieurs gicleurs et une ou plusieurs bougies d'allumage selon la dimension du moteur. La culasse est divisée en deux chambres, notamment la première chambre et la seconde chambre. Surales figures l et 2 correspondant aux moteurs des premières formes de réalisation de l'invention, la première chambre se trouve au sommet du cylindre et la seconde chambre est reliée à la première de haut en bas et ressemble à un évidemment distinct ménagé dans la culasse. Dans une autre forme de réalisation perfectionnée la première chambre 1-1 se trouve au sommet du cylindre 4 et la seconde chambre 12 communique de côté avec la première chambre ll, comme on le voit sur les figures 3 et 3A pour le moteur à quatre temps, et sur les figures 4 et 4A pour le moteur à deux temps.Les bougies d'allumage se trouvent dans la première chambre et les soupapes d'admission et d'échappement sont situées dans la seconde chambre. La présente invention se rapporte auxmoteurs à combustion interne à allumage par étincelles à quatre temps et à deux temps, utilisant l'essence ou des carburants analogues, - Le carburant est injecté lorsque le piston se trouve au point mort bas ou près de ce dernier, ou bien à la fin de la course d'admission. Un mélange très pauvre ou de l'air pur est également aspiré dans le cylindre par l'intermédiaire d'une soupape d'admission dans le cas d'un moteur à quatre temps, ou par l'intermédiaire de l'orifice de balayage dans le cas d'un moteur à deux temps.Les moteurs selon la présente invention fonctionnent de la même façon que le moteur Honda précité, excepté que le carburant est injecté directement dans le cylindre lorsque le piston se trouve au point mort bas ou près de ce dernier, ou àla fin de la course dladmis- sion. Il en résulte la formation d'un mélange riche d'aircarburant au sommet du piston où la chaleur de ce dernier provoque l'évaporation rapide du carburant. Lorsque le piston effectue sa course de compression, la turbulence provoque un brassage supplémentaire de l'air et du carburant. Si l'on disposait de suffisamment de temps pour un tel brassage, le mélange air-carburant serait homogène dans l'ensemble du cylindre.Toutefois, en réalité, la durée de ladite course de compression est extrêmement courtes En conséquence, ledit brassage ne peut pas être parfait, et le mélange :3e trouvant au sommet du piston est plus riche que celui contenu dans la culasse lorsque le piston est près du point mort haut, ou bien lorsque l'allumage se produit. De plus, le mélange pauvre contenu dans la seconde chambre reste relativement pauvre, comme on l'a constaté dans le moteur Honda de la technique antérieure, du fait que la seconde chambre est constituée par un évidement de façon à empêcher le mélange pauvre de se combiner entièrement avec le mélange riche contenu dans la première chambre. Les bougies d'allumage se trouvent dans la première chambre et sont près du sommet du piston lorsque ce dernier atteint le point mort haut. Par conséquent, lorsque les bougies effectuent l'allumage, le mélange qui les entoure est suffisamment riche pour être allumé. Le mélange pauvre qui est contenu dans la seconde chambre est ensuite allumé lorsque le front de flamme l'atteint et l'air en excès qu'il contient se combine avec le mélange riche imbrûlé et le brûle plus complètement par suite de la violente turbulence et de la température élevée engendrée lors de l'explosion. Un tel mode de fonctionnement s'est avéré très avantageux dans le moteur Honda. Bien que le mode de fonctionnement selon l'invention soit analogue à celui du moteur Honda de la technique antérieure, les éléments utilisés et leurs combinaisons sont différents. Il va de soi que le dispositif et le procédé décrits peuvent subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de stratification du mélange air-carburant dans un moteur à combustion interne à allumage par étincelles, comportant un dispositif pour injecter le carburant, un piston, un cylindre, et une culasse, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une zone de combustion présentant des première et seconde chambres de combustion, la première chambre étant délimitée par le sommet du piston au point mort haut ou près de ce dernier, par la partie inférieure de la culasse, et un canal débouchant dans la seconde chambre, cette seconde chambre étant à proximité du côté delapremière et communiquant avec elle par ledit canal, un organe d'admission destiné à introduire l'air dans la zone de combustion,et un organe d'échappement destiné à évacuer les gaz du cylindre après combustion, un gicleur destiné à injecter le carburant dans la partie située près du sommetdtipiston lorsque celui-ci est au point mort bas, ou près de ce dernier, pour créer une couche ou poche de mélange air-carburant riche à proximité du sommet du piston, un dispositif d'allumage pour enflammer le mélange riche préparé dans la première chambre de combustion lorsque le piston est au point mort haut ou près de ce dernier, de façon que la combustion commence dans la première chambre de combustion et soit alimentée en air secondaire par la seconde chambre de combustion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur est à quatre temps. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur est à deux temps. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la seconde chambre de combustion se trouve au sommet de la première chambre de combustion. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les première et seconde chambres de combustion sont concentriques. 6. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la seconde chambre de combustion se trouve sur le côté de la première chambre. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gicleur se trouve au point mort bas ou près de ce dernier. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage se trouve au fond ou près du fond de la première chambre de combustion. 9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe d'admission et l'organe d'échappement se trouvent dans la seconde chambre de combustion. 10. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'échappement se trouve dans la seconde chambre de combustion et l'organe d'admission dans le cylindre. 11. Procédé de préparation d'une charge stratifiée d'un mélange air-carburant et de combustion de ladite charge dans un moteur à combustion interne à allumage par étincelles à deux temps ou à quatre temps, comportant un piston, un dispositif d'injection du carburant, un cylindre comprenant une culasse, une zone de combustion ménagée dans le cylindre, et comportant des première et seconde chambres de combustion, la seconde chambre étant plus éloignée du sommet du piston que la première et communiquant avec elle par un canal, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à injecter le carburant danslapartie située près du sommet du piston lorsque celui-ci se trouve au point mort bas ou près de ce dernier pour former une couche ou poche de mélange riche d'air et de carburant à proximité du sommet du piston, à aspirer un mélange pauvre ou de l'air dans la seconde chambre de combustion, et à allumer le mélange riche préparé dans la première chambre lorsque le piston se trouve au point mort hautouprèsde ce dernier, de façon que la combustion commence dans la première chambre et soit alimentée en air secondaire par la seconde chambre de combustion.