Brevet FR2384954A1 — publié le 19781020

L'invention est relative à un dispositif d'alimentation en combustible pour moteur thermique, à combustion interne et à allumage auxiliaire, notamment pour moteur présentant un recouvrement entre l'admission et l'échappement, moteur qui comprend une arrivée dtair, pour la combustion, comportant deux conduits de sectiors differentes,a savoir un premier conduit d grande section ou conduit principal comprenant un organe de réglage du débit d'air, et un deuxième conduit de plus faible section, ou conduit auxiliaire, disposé en parallèle avec le premier conduit et contournant organe de réglage, l'entrée de ce second conduit étant située dans le conduit principal en amont de l'organe de réglage de débit, tandis que la sortie de ce second conduit est située en aval dudit organe de réglage. Les moteurs thermiques présentant un recouvrement entre l'admission et l'échappement ont des avantages, en particulier une pollution réduite, notamment pour les oxydes d'azote, et au point de vue puissance. Toutefois, ces moteurs sont difficiles à bien alimenter en combustible aux faibles puissances et plus particulièrement aux faibles régimes correspondant au ralenti du moteur. Les moteurs pwerltnoamnertanr du type alternatif à soupapes, auquel cas, la phase de recouvrement correspond à une phase de croisement des soupapes c'est-à-dire une phase pendant laquelle les soupapes d'admission et d'échappement sont ouvertes simultanément ou du type rotatif, auquel cas le recouvrement est constitué par une phase pendant laquelle une communication s'établit entre la lumière d'admission et la lumière d'échappement. L'invention a pour but, surtout, de rendre le dispositif d'alimentation en combustible tel qu'il réponde mieux que jusqu'd présent aux diverses exigences de la pratique, et notamment tel qu'il assure un fonctionnement correct des moteurs pour les faibles puissances et les bas régimes. Selon l'invention, le dispositif d'alimentation en combustible pour moteur thermique à combustion interne à allumage auxiliaire, tel que défini précédemment, est caractérisé par le fait qu'il comprend des premiers moyens de distribution du combustible dans le conduit principal de grande section situés en amont de l'organe de r6+ - du débit, ce dernier étant disposé, d'une manière connue en elle-même, au voisinage de l'entrée d'une chambre de travail du moteur ; des seconds moyens de distribution du combustible dans le conduit auxiliaire de section réduite ; et des moyens de répartition du débit de combustible entre le conduit principal et le conduit auxiliaire agencés de ma- nièce à distribuer le combustible dans chacun des conduits de façon telle qutà faible puissance, notamment au ralenti, seul le conduit auxiliaire soit alimenté en combustible, et qu'au fur et à mesure de l'augmentation de puissance ou de régime du moteur, le conduit principal soit alimenté progressivement et dans une mesure telle que le combustible débité puisse être entraîné correctement par l'air circulant dans le conduit principal. De préférence, les moyens de répartition du débit de combustible entre les deux conduits sont sensibles à la dépression dans chaque conduit ; ils comprennent avantageusement un pulvérisateur s'étendant transversalement dans les deux conduits et comportant au moins un orifice débouchant dans chaque conduit, notamment d'une manière sensiblement tangente aux filets d'écoulement de l'air, de telle sorte que les orifices sont soumis respectivement aux dépressions régnant dans le conduit principal et dans le conduit auxiliaire, l'alimentation en combustible du pulvérisateur étant assurée par un ajutage calibré, traversé par le combustible, l'ensemble étant agencé, et les sections relatives des orifices débouchant dans chaque conduit étant choisies, de manière telle que chacun de ces conduits reçoit un débit de combustible pouvant être entraîné correctement par l'air circulant dans le conduit correspondant. Le conduit auxiliaire comporte, de préférence, à son extrémité aval un passage de section réduite. Le pulvérisateur peut être constitué par un tube s'étendant transversalement par rapport aux conduits et fermé à une extrémité située dans un de ces conduits ; le tube reçoit le combustible à son autre extrémité, à travers le susdit ajutage calibré ; ce tube comporte un ou plusieurs trous ou fentes répartis dans le conduit principal et au moins un trou prévu dans le conduit auxiliaire. L'invention vise également les moteurs à combustion interne et à allumagé auxiliaire, équipés d'un tel dispositif d'alimentation en combustible. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos de modes de réalisation particuliers décrits avec référence au dessin ci-annexé mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1 de ce dessin est une coupe schématique axiale du cylindre d'un moteur du type alternatif équipé d'un dispositif d'alimentation conforme à l'invention. La figure 2, enfin, est une coupe schématique semblable à la figure pour un moteur du type rotatif. En se reportant à la figure 1, on peut voir un dispositif d'alimentation A en combustible pour un moteur thermique 1 à combustion interne du type à piston 2 animé d'un mouvement alternatif. Ce moteur a été très schématiquement représenté ; les soupapes d'admission et d'échappement ne figurent pas sur le dessin. Le moteur-comprend une arrivée d'air 3, pour la combustion, et une tubulure d'échappement 4. Le piston 2 se déplace dans un cylindre 5 ; une chambre 6 située au-dessus de la tête du piston constitue le volume de travail mis en liaison, par l'intermédiaire des soupapes, successivement avec l'arrivée d'air et-de combustible, et avec l'échappement. L'arrivée d'air 3 comporte, dans sa partie aval, deux conduits 7, 8, de sections différentes. Le premier conduit 7, ou conduit principal, a une grande section de passage et est muni d'un organe de réglage 9 du débit d'air, et donc de la puissance du moteur. Cet organe 9 est formé d'une manière classique par un volet orientable représenté, sur la figure 1, en position de fermeture. Cet organe de réglage 9 est disposé au voisinage de l'entrée 10 du volume de travail 6 de telle sorte que le volume mort compris entre cette entrée 10 et l'organe 9 soit réduit au minimum. Le deuxième conduit 8, ou conduit auxiliaire, a une plus faible section de passage que celle du conduit 7. En désignant par S la section de passage du conduit 7 et par s la section moyenne du conduit 8, on peut dire que le rapport S/s est compris entre quatre et trente (4 et 30). Le conduit 8 est disposé en parallèle avec le conduit 7 de manière à contourner l'organe de réglage 9. L'entrée il du conduit 8 est située, dans le conduit principal 7, en amont de l'organe de réglage 9, tandis que la sortie 12 du second conduit 8 débouche, dans le conduit principal, en aval dudit organe 9. Il est clair que les termes "amont" et "aval" doivent être interprétés d'après le sens d'écoulement normal de l'air et du combustible ; e sens est représenté par la flèche F sur la figure 1. Le dispositif d'alimentation A en combustible comprend des premiers moyens de distribution d1 du combustible dans le conduit principal 7 ces ces moyens d1 sont situés en amont de l'organe de réglage 9 et en aval de l'entrée 11 du conduit auxiliaire 8. Des seconds moyens d2 de distribution du combustible sont prévus dans le conduit auxiliaire 8. Des moyens de répartition du débit de combustible entre le conduit principal 7 et le conduit auxiliaire 8 sont prévus et agencés de manière à distribuer le combustible dans chacun des conduits de façon telle qu'à faible puissance, notamment au ralenti, seul le conduit auxiliaire 8 soit alimenté en combustible et, qu'au fur et à mesure de l'augmentation de puissance ou de régime du moteur, le conduit principal 7 soit alimenté progressivement et dans une mesure telle que le combustible débité puisse être entraîné correctement par l'air circulant dans le conduit 7. Les moyens de répartition du débit de combustible entre les conduits 7 et 8 sont, de préférence, sensibles à la dépression dans chaque conduit, et l'ensemble des premiers et seconds moyens de distribution d1, d2, et des moyens de répartition est avantageusement formé par un pulvérisateur 13 s'étendant transversalement dans les deux conduits 7 et 8. Le pulvérisateur 13 est constitué par un tube 14 fermé à une extrémité 15 située dans le conduit 7 ; le tube 14 reçoit le combustible à son autre extrémité 16 à travers un ajutage calibré 17. L'alimentation en combustible sous une pression déterminée de ce pulvérisateur 13 peut être assurée par tout moyen approprié, notamment par un dispositif d'alimentation tel que celui décrit et revendiqué dans la demande de brevet FR NO 75 08 772 déposée le 20 mars 1975. Le tube 14 comporte, dans sa paroi, au moins un orifice débouchant dans chaque conduit 7 et 8. Dans le mode de réalisation de la figure 1, trois orifices 18 sont prévus dans la paroi du tube 14 pour déboucher dans le conduit 7. Un orifice 19 débouche dans le conduit 8. La section des orifices 18 est très supérieure à celle du ou des orifices 19. De préférence, le rapport de la section totale des orifices 18 à la section totale des orifices 19 est compris entre dix et trente (10 et 30 > . Par section totale des orifices 18, on désigne la somme des sections de chaque orifice 18 ; il en est de même pour le ou les orifices 19. Les orifices 18 et 19 sont prévus de manière à être sensiblement tangents aux filets d'écoulement de l'air, ce qui assure un bon mélange du combustible et de l'air ; ces orifices ont donc leurs centres sensiblement situés sur les génératrices du tube 14 constituant les lignes de contact des deux plans tangents au tube, parallèles à la direction F. Pour des raisons de simplification d'usinage, il est préférable de prévoir les orifices 18 et 19 par paires, diamétralement opposées, de telle sorte que les deux orifices d'une même paire sont percés au cours d'une même opération d'usi-, nage. Il est cependant possiBle de disposer-les orifices 18 et 19 dans la -zonefdu tube 14 située en aval par rapport aux susdites génératrices de contact, c'est-å-dire dans la zoné tournée vers l'organe de réglage 9. Les sections relatives des orifices 18 t 19 ainsi que les dimensions de ces orifices sont choisies de manière telle que chacun des conduits 7-et 8 reçoive un débit de combustible pouvant être entraîné correctement-par l'air circulant dans ce conduit. Un passage 20 de,section-réduite est prevu à l'extrémité 12 du conduit auxiliaire '8. Ce passage 20 contrôle le débit d'air swécoulant-à travers le conduit 8 et limite l'amplitude des pulsations qui peuvent s'établir dans ce même conduit 8. Ceci étant', le fonctionnement du dispositif de la figure 1 est le suivant. Lorsque le moteur fonctionne au ralenti ou à faible puissance, l'organe de réglage 9 est pratiquement fermé ; l'air d'alimentation du moteur est essentiellement fourni par le conduit auxiliaire 8 qui contourne l'organe 9. te passage de section réduite 20 crée une perte de charge, dans le conduit auxiliaire 8, qui limite le débit dans ce conduit. Le débit d'air dans le conduit auxiliaire 8 est sensiblement le même que dans l'arrivée d'air 3, en amont de l'entrée 11 ; toutefois, la section du conduit 8 est très inférieure à celle de l'arrivée 3 de telle sorte que la vitesse de l'air-dans le conduit 8 est plus élevée que dans l'arrivée 3. Dans ces conditions, le conduit 8 est en dépression par rapport à la partie amont de l'arrivée d'air 3.En outre, la pression dans le conduit principal 7 est la même que dans la partie amont de l'arrivée dair puisqutil n'y a pas d'écoulement dans le conduit principal 7, l'organe de réglage 9 étant fermé. Il existe ainsi une différence de pression importante entre le conduit principal 7 et le conduit auxiliaire 8. La pression plus élevée du conduit 7 s'oppose à l'écoulement de combustible à travers les orifices 18 ; le combustible pour l'alimentation du moteur fonctionnant au ralenti ou à faible puissance s'écoule uniquement par le ou les orifices 19 se trouvant dans le conduit auxiliaire 8. Il est iMportant qu'au ralenti, ou à faible puissance, les orifices 18 ne débitent pas de combustible car ce dernier se déposerait sur les parois du conduit principal 7 et serait entraîné de façon irrégulière. Lorsqu'on ouvre légèrement l'organe de réglage 9, la vitesse de l'air dans le conduit principal 7 augmente, ce qui fait baisser la pression de l'air dans la partie amont de ce conduit principal. Le débit d'air total augmente mais, du fait de la baisse de pression dans la partie amont du conduit 7, il se produit une diminution de la vitesse de l'air et du débit dans le conduit auxiliaire 8 ; la pression statique de l'air augmente donc dans ce conduit auxiliaire ~8. Il arrive une situation pour laquelle, dans le conduit principal 7, la dépression sur les orifices 18 sera suffisante pour que ces orifices commencent à débiter du combustible et cela pour une puissance d'autant plus faible que la section de ces orifices 18 est plus grande par rapport à celle des orifices 19. Il convient d'établir le rapport des sections entre les orifices 18 et 19 de telle sorte que le combustible ne commence à être débité dans le conduit principal que dans la mesure où la vitesse de l'air qui y règne permet de véhiculer correctement cé combustible. Quand l'organe de règlage 9 est totalement ouvert, le débit d'air dans le conduit principal 7 est important et la pression statique de l'air baisse dans le conduit principal 7. Le débit d'air s'écoulant dans le conduit auxiliaire 8 est faible et la pression dans ce conduit auxiliaire 8 est alors voisine de la pression statique de l'air dans la partie amont de l'arrivée d'air 3. Ainsi, pratiquement,. lorsque l'organe 9 est ouvert en grand, la pression d'air au niveau des orifices 18 est inférieure à la pression d'air au niveau des orifices 19. La majeure partie du combustible s'écoule donc par les orifices 18 et l'alimentation du moteur en mélange air-combustible est essentiellement assurée par le conduit principal 7. L'exemple de ré lisation de la figure 1 concerne un moteur à piston à mouvement alternatif. La figure 2 représente, schématiquement, un moteur à piston rotatif dans lequel se produit-égaiement un recouvrement de cycle entre l'admission et l'échappement. L'invention s'applique, également, à ce type de moteur. Les éléments identiques ou jouant des rôles semblables à ceux déjà décrits dans la figure 1, sont désignés par les mêmes références numériques suivies de la lettre a. Le piston rotatif 2a se déplace, d'une manière connue, à l'intérieur d'une enveloppe 5a en forme de trochoide. L'admission s'effectue. à travers une lumière e prévue dans la paroi du moteur ; l'échappement s'effectue également à travers une lumiere f. On retrouve l'ensemble du dispositifde la figure 1, et il semble inutile de revenir sur sa description. On notera que le pulvérisateur 13a est disposé dans l'entrée lla du conduit auxiliaire -8a. Les orifices 18 de la figure, prévus dans le conduit principal, sont remplacés par une fente équivalente 18a. Le pulvérisateur 13a peut comporter un système de fentes diamétralement opposées. Il convient de noter, également, que le conduit auxiliaire 8a débouche directement à son extrémité 12a à l'intérieur de la trochoide, dans le volume de travail 6a, au non pas dans le conduit principal 7a. Le fonctionnement dans le cas de la figure 2 est semblable à celui décrit pour la figure 1. il est clair que le pulvérisateur 13 constitue une solution particulièrement simple pour la réalisation des moyens de distribution d1, d2 et de répartition du combustible entre d1 et d2. Toutefois, on pourrait remplacer le pulvérisateur par un ensemble plus complexe qui assurerait la distribution de combustible dans le conduit principal 7 et le conduit auxiliaire 8, et la répartition de ce combustible, dans les conditions souhaitées. Le combustible pour chaque cylindre (ou trochoide) est délivré, dans le conduit 7, en amont de l'organe de réglage 9. Le temps de mélange entre air et combustible en est d'autant plus grand, ce qui améliore la combustion. En outre, aux faibles charges, le régime de pression est moins pulsé dans cette zone quten aval du papillon, d'où possibilité d'injecter le combustible sous une pression plus faible. Le dispositif d'alimentation de l'invention assure1 en outre, une alimentation correcte du moteur à faible puissance ou à faible régime grâce au conduit auxiliaire 8, 8a ; ce conduit débite, alors, l'air avec une vitesse sufffsante pour entraîner correctement le combustible, qui arrive de façon régulière au volume de travail, dou un bon fonctionnement du moteur. Le dispositif de l'invention peut s'adapter à tous types de moteurs, même si le recouvrementadmission-échappement n'est pas important. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en combustible pour moteur thermique, à combustion interne et à allumage auxiliaire, notamment pour moteur présentant un recouvrement entre l'admission et l'échappement, moteur qui comprend une arrivée d'air, pour la combustion, comportant deux conduits de sections différentes, à savoir un premier conduit à grande section, ou conduit principal, comprenant un organe de réglage du débit d'air, et un deuxième conduit de plus faible section, ou conduit auxiLiaire, disposé en parallèle avec le premier conduit et contournant l'organe de réglage, l'entrée de ce second conduit étant situéedans le conduit principal en amont de l'organe de réglage de débit, tandis que la sortie de ce second conduit est située en aval dudit organe de réglage, lequel dispositif comprend un tube d'ali -mentation en combustible s'étendant transversalement dans les deux conduits et comportant au moins un orifice débouchant dans chaque conduit, caractérisé par le fait que l'organe de réglage du débit d'air est disposé au voisinage de l'entrée d'une chambre de travail du moteur et que le tube d'alimentation en combustible est formé par celui d'un pulvérisateur et reçoit le combustible, à une extrémité, sous une pression déterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alimentation en-combustible du tube du pulvérisateur est assurée par un aJutage calibré, traversé par le combustible, et que les orifices du tube assurent la répartition, entre les deux conduits, du combustible débité par l'ajutage. 3. Dispositif selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les orifices du tube du pulvérisateur sont disposés de manière sensiblement tangente aux filets d'écoulement de l'air, ces orifices étant avantageusement associés par paires diamétralement opposées. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tube du pulvérisateur est ferme à son extrémité située dans un des conduits d'air. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les orifices prévus dans le conduit principal comprennent une ou plusieurs fentes. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé par le fait que la section totale des orifices du pulvérisateur prévus dans le conduit principal est supérieure à celle des orifices prévus dans le conduit auxiliaire et que notamment le rapport de la section totale des orifices dans le conduit principal à la section totale des orifices dans le conduit auxiliaire est compris entre dix et trente (10 et 30). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le conduit auxiliaire comporte, à son extrémité aval, un passage de section réduite. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rapport de la section de passage du conduit principal à la section de passage du conduit auxiliaire-est compris entre quatre et trente -(4 et 30). 9. Moteur à combustion interne, notamment à piston alternatif à recouvrement entre l'admission et l'échappement ou moteur à piston rotatif, caractérisé par le fait qu'il est équipé d'un dispositif d'alimentation en combustible selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Moteur à combustion interne à piston rotatif, selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le conduit auxiliaire débouche directement à l'intérieur-de la trochoide, dans le volume de travail.