Brevet FR2359972A1 — publié le 19780224

La présente invention a pour objet principal une technique de formation du mélange combustible dans un moteur à combustion interne avec mouvement rotatif @'air autour de l'axe longitudinal du.cy- lindre Dans un moteur à combustion interne connu, décrit dans la Demande de brevet Allemand du 9 août 1973, au nom ue Liet et consorts, mise à l'examen public sous le N 2.300.180, on crée un mouvement rotatif d'air autour de l'axe du cylindre en ménageant des conduits d'admission hélicoïdaux dans lesquels, avant de pénétrer dans le cylindre, le courant d'air est transformé, au moins partiellement, en un courant d'air turbulent par fractionnement de ce courant d'air en au moins deux courants composants que l'on réunit ensuite en un courant unique dirigé obliquement , L'application de cette technique doit améliorer la formation du mélange (injection de carburant) et évite d'engendrer de Flus grandes quantités d'oxyde nitrique (NO) . ais la création de ces courants d'air assez fortement turbulents entraine une perte sensible de puissance, laquelle réduit considérablement le taux d'alimentation Un compresseur est indispensable pour compenser cet inconvénient La présente invention a pour objet essentiel - de proposer une technique permettant, par l'application de moyens simples, une meilleure forration du mélange et une moindre émission de gaz délétères . Ce Dut est atteint, conformément à l'invention, en superposant au mouvement d'air rotatif un mouvement d r air sup- plémentaire, de préférence hélicoïdal . En appliquant un procédé conforme à la présente invention à un ou plusieurs conduits d'admissions on obtient toujours un courant d'air principal produit par les conduits normaux d'admission et l'on crée un courant d'air secondaire, dirigé de façon hélicoïdale autour du courant d'air rotatif ou tourbillonnant . Au mouvement normal d'air tourbillonnant dans le cylindre se superpose donc un mouvement supplémentaire rotatif s'écoulant verticalement ou tournoyant autour de la turbulence déjà amorcée d'air comprimé .Une telle disposition - empoche ce qu'on appelle la congélation de la combustion dans les zones à courants faibles et permet de réaliser une combustion améliorée produisant une émission plus faible de gaz délétères d'échappement. Dans un moteur à combustion interne comportant des conduits d'admission faisant tourbillonner l'air frais aspiré sous forme d'un mouvement rotatif d'air sur l'axe longitudinal du cylindre, la technique décrite dans la présente invention peut être appliquée en ménageant des conduits auxiliaires débouchant latéralement dans les conduits d'admission normaux, dans une partie supérieure de ces derniers .Ce dispositif permet d'obtenir, de façon simple et économique, un mouvement d'écoulement d'air auxiliaire passant verticalement au dessus du mouvement tournoyant normal d'air frais pouvant augmenter également le taux d'alimentation du fait que la section totale d'entrée d'air se trouve augmentée Un mode de réalisation commode conforme à I'invention prévoit que des conduits d'admission voisins seront réunis par un conduit auxiliaire commun au cas où le moteur comporterait plusieurs cylindres . Cette disposition procure un avantage supplémentaire Les conduits d'admission voisins sont stabilisés par la jonction commune du conduit auxiliaire et l'on évite les déplacents des noyaux de fonderie correspondant aux conduits d'admission lors du moulage de la culasse de cylindre Pour réaliser le mouvement hélicoïdal additionnel d'air, l'embou- chure d'un ou plusieurs conduits auxiliaires est disposée de façon excentrée dans les conduits d'admission, c'est à dire décalée -par rapport à l'axe longitudinal de chaque conduit d'admission e En outre, on a constaté qu'il y avait un avantage particulier à disposer le conduit auxiliaire dans la partie avant de chaque conduit d'admission . Enfin on a également constaté qu'il y avait avantage à disposer le conduit auxiliaire à angle droit avec le sens d'écoulement du mouvement d'air principal et, de préférence, à angle aigu avec l'axe longitudinal des conduits d'admission. L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à un exemple préféré, non limitatif, de réalisation représenté sur les dessins annexés. Sur ces dessins - La figure 1 est une vue schématique en perspective, d'une culasse de cylindres équipée d'un dispositif selon l'invention; - La figure 2 est un schéma en plan, du parcours tourbillonnant du courant d'air principal et du parcours hélicoidal du courant d'air auxiliaire, conformément aux enseignements de l'invention. La figure 1 montre, en traits rompus, une culasse de cylindrera dans laquelle sont aménagés des conduits d'admission d'air 2, 3, 4 et 5, correspondant chacun à un cylindre d'un moteur à combustion interne (ni l'un ni l'autre n'étant représentés) . Les extrémités avant des conduits d'admission d'air 2; 3, 4, 5 sont conformées de façon à avoir une section droite carrée ou rectangulaire et ces conduits 2 à 5 présentent, à l'extrémité du cylindre, une forme en spirale, pour communiquer à I'air qu'ils peuvent aspirer un mouvement forcé rotatif ou tourbillonnant 6 le long de l'axe longitudinal du cylindre, comme on peut le voir sur la figure 2 et que le révèle les brevets américains 3.945.363 du 23 mars 1976 au nom de Elsbett et consorts, et 3.890.949 du 24 juin 1975 également au nom de Elsbett et consorts. La figure 1 montre en outre, que, dans chaque cas de deux conduits d'admission d'air contigus, par exemple 2-3 et 4-5, les deux conduits de chaque paire sont joints ensemble par un conduit auxiliaire 7 et 8, respectivement. Pendant le "temps" d'admission d'un cylindre, un courant d'air supplémentaire est créé par le conduit d'admission contigu respectif au moyen de ces conduits auxiliaires 7 et 8. Sur la figure 2, ce courant d'air supplémentaire est représenté par une ligne fléchée 9 tournant en hélice autour de la ligne fléchée tourbillonnaire 6. Quand la formation du mélange combustible s'effectue selon la technique spécifiée selon la présente invention, on peut escompter une réduction considérable de l'émission de gaz délétères pourvu que, comme le montre la figure 2, un courant d'air supplémentaire hélicoïdal 9 se superpose au courant principal d'air frais 6 dans le cylindre. Par cette action, le courant d'air principal 6 est fortement écartelé par le courant d'air auxiliaire 9, ce qui crée un grand nombre de turbulences partielles produisant une combustion à faible taux de contamination. II doit etre bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit mais est susceptible de modifications dans l'étendue des Revendications. C'est ainsi que les conduits auxiliaires 7 et 8 ne devront pas nécessairement être disposés entre deux conduits d'admission contigus 2-3 ou 4-5 respectivement mais pourront efte disposés sur les faces externes des conduits d'admission 2 et 5. Ltaspiration d'air supplémentaire devra toutefois être assurée. En outre, les sections droites des conduits d'admission 2, 3, 4 et 5 ainsi que celles des conduits auxiliaires 7 et 8 ne devront pas nécessairement être carrées ou rectangulaires mais pourront avoir une toute autre forme, telle qu'ovale ou circulaire. II n'est pas non plus indispensable que les conduits auxiliaires débouchent dans les conduits d'admission à angle droit avec le courant d'air du conduit. On devra, de préférence, choisir une disposition dans laquelle les conduits auxiliaires débouchent à angle aigu du côté amont des extrémités en spirales 14, 15 16 et 17 des conduits d'admission. En ce qui concerne l'excentricité requise des bouches de communication 10, 11, 12, 13 des conduits auxiliaires par rapport aux conduits d'admission 2, 3, 4 et 5, il doit être entendu que ces derniers ne devront pas nécessaireme nt être disposés dans les parties ou moitiés supérieures desconduits d'admission situées au dessus de la ligne médiane du conduit nal pourront également être disposées dans les parties ou moitiés inférieures desdits conduits d'admission 2, 3, 4 et 5 Il doit enfin être entendu que le moteur à combustion interne ourra comporter un nombre quelconque de cylindres . En principe, il est également possible de monter, dans les conduits auxiliaire 7 et 8, des éléments réglant l'écoulement d'air auxiliaire de façon que ce dernier soit réglé conformément aux besoins en air du moteur REVENDICATIONS 10 Procéde de formation du mélange combustible dans un moteur à combustion interne comprenant un mouvement rotatif d'air au tour de l'axe longitudinal du cylindre, caractérisé en ce qu'un mouvement d'air supplémentaire est superposé audit mouvement d'air rotatif 2. Procédé selon la Revendication- 1, caractérisée en ce que le mouvement d'air supplémentaire suit un parcours hélicoïdal quand il est superposé au courant d'air rotatif d'origine 3.Moteur à combustion interne approprié à l'application d'un procédé selon la Revendication 1 et comportant des conduits d'admis sion créant un mouvement d'écoulement rotatif d'air frais as pire sur l'axe longitudinal du cylindre, caractérisé en ce que des conduits auxiliaires transversaux débouchent latéralement dans les conduits d'admission longitudinaux 4. moteur à combustion interne selon la Revendication 3, caracté risé en ce qu'au cas où le-- moteur comporterait plusieurs cylindres, des conduits d'admission contigus sont réunis par un conduit auxiliaire commun 5. Moteur à combustion interne selon la Revendication 3, caracté risé en ce qu'un orifice de décharge du conduit auxiliaire est dispoeé de façon excentrée dans chaque conduit d'admission o 6.Moteur à combustion interne selon la Revendication 5, caracté -risé en ce que l'orifice de décharge du conduit auxiliaire est situé dansa partie avant de l'étendue longitudinale de chaque conduit d'admission o 7. Moteur à combustion interne selon la Revendication 6, caracté risé en ce que, dans la direction d'écoulement du mouvement d'air, le conduit auxiliaire est disposé ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ à angle aigu, sur l'étendue lon@itudinale de chaque conduit d'admission 8. moteur à combustion interne selon la Revendication 7, caracté risé en ce que le conduit auxiliaire a une section droite en forme de parallélogramme à angle droit. 9. moteur à combustion interne comportant au moins deux cylindres et leurs conduits d'air resectifs, chaque conduit comportant un passage d'admission d'air s'étendant essentiellement longi tudînalement et de section générale en forme de parallélogram matique et une extrémité hélicoidale de décharge communiquant avec le cylindre respectif, caractérisé en ce qu'il comporte un conduit d'air auxiliaire s'étendant transversalement et réunissant les passages d'admission d'air des deux eon- duits en un toint décalé par rapport à la ligne médiane des cotés en regard des deux conduits 10. rocédé d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu il consiste - à aspirer un premier courant d'air dans un premier conduit d'admission, - à aspirer, dans le premier conduit d'admission, un second courant d'air provenant d'un second conduit d'admission, - à faire tourbillonner le second courant d'air autour du pre mier courant d'air, - à faire tourbillonner les premier et second courants d'air, et - à introduire les premier et second courants d'air tourbil lonnants dans le cylindre du moteur.