Brevet FR2455175A1 — publié le 19801121

La présente invention a pour objet un dispositif de remplissage destiné à un moteur à combustion interne à cycle à quatre temps, à haute puissance spécifique. Dans les moteurs à quatre temps de type classique, l'admission et l'échappement des gaz se fait directement dans la chambre de combustion disposée entre la culasse et le piston, c'est-à-dire dans la chambre même où l'on produit l'étincelle qui permet l'obtention de la phase motrice du cycle à quatre temps. Le but de la pressente invention est d'apporter une amélioration à ce dispositif classique, pour obtenir des sections utiles de passages des gaz plus importantes. A cet effet, elle concerne un dispositif de remplissage pour moteur à combustion interne à cycle à quatre temps comportant une chambre de combustion dispose entre la culasse et le piston qui se déplace dans le cylindre et dans laquelle une soupape principale est disposée tette en bas ce dispositif est caractérisé en ce que la chambre de combustion est surmontée d'une antichambre à laquelle elle est reliée par la soupape principale, et dans laquelle d4bouche les conduits d'admission et d'échappement. Gracie à l'accroissement de la section utile de passage des gaz, ce dispositif permet d'ame'liorer nettement le rendement du moteur. Par ailleurs, il présente aussi d'autres avantages, comme de permettre un refroidissement régulier de la soupape principale, qui se trouve alternativement léchée par les gaz d'échappement et les gaz d'admission, ou de permettre de donner à la chambre de combustion une forme regulière vu qu'elle est uniquement dlimite'e par la tête au pistons ce qui améliore nettement les caractéristiques de l'explosion Selon une autre caractéristique de l'invention, les conduits d'admission et d'échappement, peuvent autre respectivement reliés à l'antichambre, soit par des soupapes secondaires d'admission et d'échappement de la manière classique, soit selon une caractérastique préférentielle de l'in- vention, par des boisseaux rotatifs commandes par exemple par excentrique à partir de l'arbre à came, ou tout autre système à boisseaux, louvoyants OU à guillotine, qui remplacent ces soupapes secondaires. Selon l'invention, on peut utiliser un tel système plus simple que des soupapes, etant donné que, comme la chambre de combustion est séparée de l'antichambre, dans laquelle se produit l'admission et l'échappement des gaz, les boisseaux ne seront pas soumis à la pression et aux températures élevées de la chambre de combustion et donc pourront suffire pour assurer l'étanchéité à l'admission et à l'échappement. Par ailleurs, et selon une autre caractéristique de l'invention, le diamètre de la tete de la soupape principale est grand par rapport au diamètre intérieur du cylindre. Selon une autre caracteristique de l'invention, les tetes de la soupape principale et des soupapes secondaires, ont le même diamètre. Le dispositif qui fait l'objet de la presente invention sera décrit plus en détail à l'aide des dessins annexes, dans lesquels - la figure 1 represente un dispositif selon l'invention, dans lequel les conduits dXadmission et d'échappement sont respectivement reliés à l'antichambre par l'intermediaire de soupapes secondaires d'admission et d'échappe- ment, - la figure 2 représente un dispositif de ce type, dans lequel les conduits d'admission et d'échappement sont respectivement relies à l'antichambre par des boisseaux rotatifs. Selon la figure 1, le dispositif de remplissage qui fait l'objet de l'invention est destine à un moteur à combustion interne à cycle à quatre temps comportant une cambre de combustion 1, situe de façon classique entre la eulasse 2 et le piston 3, qui se deplace dans le cylindre 4, par suite du mouvement du vilebrequin non représente. Cette chambre 1 est délimitée, à sa partie supérieure par une soupape 5, se décomposant en une tige 6 et une tête 7. Cette tete 7 limite à sa partie supérieure la chambre de combustion lo Suivant la phase du cycle, la soupape 5 est susceptible dtisoler la chambre de combustion 1, ou de la relier à l'extérieur, grâce à un système de commande formé par une came 8 et un ressort de rappel 9 Selon l'în---ention, la chambre de combustion 1 est surmontée d'une antichambre 10 à laquelle elle est reliée par la soupape principale 5, et dans laquelle débouchent respectivement les conduits d'admission li et d'échappement 12. En conséquence, les gaz de combustion arrivent ou s'échappent de l'antichambre 11 respectivement selon les flèches A et B, et donc, l'admission et liéchappement de ces gaz ne se fait pas directement dans la chambre de combustion. Cette disposition est particulièrement avantageuse, étant donné qu'elle permet d'augmenter la section utile de passage des gaz de combustion, et donc par suite le rendement du moteur. Par ailleurs, la tête 7 de la soupape principale 5 occupe une bonne partie du fond du cylindre 4, sa surface n'étant que peu inférieure à celle du cylindre. Selon la figure 1 les conduits d'admission Il et d'échappement 12 sont respectivement relies à llantichambre 10, par l'intermédiaire de soupapes secondaires d'admission et d'échappement 13 et 14. Le fonctionnement de ces soupapes secondaires 13 et 14, correspond exactement à celui de la soupape principale 5, c'est-à-dire que, selon les cycles du moteur à explosion, ces soupapes sont susceptibles de per- mettre ou d'empêcher l'admission A ou l'échappement B des gaz de combustion dans, ou de l'antichambre 10 grace à un système de commande se composant de cames secondaires 15 et 16 et de ressorts 17 et 18. Les diamètres des têtes 19 et 20 des soupapes secondaires 13 et 14, correspondant à celui de la tête 7 de la soupape principale 5 qui sépare l'antichambre 10 de la chambre de combustion 1. En plus d'un accroissement de la section utile de passage des gaz, cette disposition permet d'obtenir d'autres avantages, comme par exemple une régularesation du refroidissement de la soupape principale 5 qui se trouve alternative- ment léché par les gaz d'échappement B et les gaz dtadsis- sion A. De plus, cette disposition permet de douter à la chambre de combustion 1, une forme régulière, qui améliore les caractéristiques de l'explosion. Selon la figure 2, une variante de l'invention, consiste à remplacer les soupapes secondaires 13 et 14, par des boisseaux rotatifs 21 et 22, directement places sur les conduits d'admission et d'échappement 11 et 12. Ces boisseaux 21 et 22, sont de préférence commandés par excentrique, à partir de l'arbre à came, de manière non représentée sur les figures. Cette disposition est permIse par le fait que, 'étant pals soumis aux pressions et remperatures observées dans la chambre de combustion les boisseaux 21 et 22 sont facilement susceptibles d'assurer l'étanchéité lors de l'admission et de l'échappement. Selon la figure 2, le boisseau 21 fixé sur le conduit d'admission 11 est représenté en position ouverte, tandis que le boisseau 22 correspondant au conduit d'e'chappe- ment 12, est en position fermée. De façon schématique, pendant la phase d'admission le boisseau 21 est maintenu ouvert, tandis que le boisseau 22 est maintenu fermé ce qui permet l'admission des gaz A dans l'antichambre 10. Pendant les phases de compression et d'explosion, les deux boisseaux 21 et 22, sont maintenus fermés. Pendant la phase d'échappement, le boisseau 21 est maintenu ferme, tandis que le boisseau 22 est maintenu ouvert, permettant l'échappement des gaz dç combustion dans la conduite 12 selon la flèche Bo R E V E N D I C A T I 0 N S 10) Dispositif de remplissage pour moteur à combustion interne à cycle à quatre temps comportant une chambre de combustion disposée entre la culasse et le piston et dans laquelle une soupape principale èst disposée tête en bas, dispositif caractérisé en ce que la chambre de combustion est surmontée d'une antichambre à laquelle elle est reliée par la soupape principale et dans laquelle débouche les conduits d'admission et d'échappement. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'admission et d'échappe- ment sont respectivement relies à l'antichambre des soupapes secondaires d'admission et d'échappement. 30) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'admission et d'échappe- ment sont respectivement reliés à l'antichambre par des boisseaux rotatifs, ou louvoyants ou par des guillotines. 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rotation des boisseaux est commandez par excentrique à partir de l'arbre à came du moteur. 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre de la teste de la soupape principale est grand par rapport au diamètre intérieur du cylindre dans lequel se déplace le piston. 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé entre seize les têtes de la soupape principale et des soupapes secondaires, ont le même diamètre.