Brevet FR2453975A1 — publié le 19801107

La présente invention consiste > obtenir un moteur du cycle à 2 temps dans lequel le mouvement des gaz est amélioré et dont le mouvement mécanique est lubrifié totalement par barbotage dans l'huile en carter. Dans tous les moteurs existants, en 2 temps, la lubrification est assurée soit par un mplande d'huile à l'essence soit par un graissage sous pression. Dans le premier cas, il y à pollution par la production d'huile brulée et formation de calamine au niveau des lumiéres et de la bougie Le fonctionnement et le rendement de ces moteurs en souffre èt la sécurité de fonctionnement n'est pas assuré d'une maniére parfaite. Dans le deuxiéme cas, la lubrification n'est assurée que lorsque le moteur est en charge et devient douteuse lorsqu'il tourne à vide. C'est la raison principale qui à poussé les derniers constructeurs de véhicules équi pés d'un moteur 2 temps à abandonner ce gents de fabrications. Il nly avait de solution réelle tant que l'on se cantonnait dans le processua de l'admission des gaz frais dans la carter, sous le piston, et de plus comme pour chaque cylindre il devait y avoir un carter propre, indépen;; dant du où des cylindres et carters voisins, les vilebrequins étant faits d' éléments multiples assemblés mais non monoblocs, ces mAteurs étaient fragiles le prix de revient de ces vilebrequins compensait le prix de revient d'une distribution par soupapes dans les 4 temps, et leur seul avantage n'était que d'avoir un meilleur rapport puissance/poids par rapport à la cylindrée et à 1 encombrement, Tous ces inconvénients ont fait que les moteurs 2 temps, malgré les avantages certains qu'ils auraient du donner ont pratiquement dispara sauf pour quelques besoins de moteurs économiques et de trés petite cylindrée. Supprimer l'impératif de l'admission par dépression dans le carters c'est pouvoir résoudre tous les problèmes du moteur 2 temps tant sur le point de vue sécurité de fonctionnement, que sous l'angle commercial du prix de revient et de vente au CT,ffieure et de celui de la consommation qui n'est pas négligeable. par le moyen de la présente invention, l'admission des gaz frais se faisant directement dans le cylindre, la fonction du carter ne redevient que celle de son besoinde loger le mécanisme et de le lubrifier, Tout comme dans les moteurs à 4 temps, il peut ainsi recevoir pour des multicylindres un vilebrequin monolithe recevant plusieurs embiellages ( autant que de cylindres avoir plusieurs paliers, I1 n'y à plus de canaux de transfert des gaz. Le pro bléme du volume mort sous le piston qui conditionnait la dépression d'admis- sion est supprimé.Toutes les données d'établissement d'un 2 temps sont diffa rentes au point que la pression des gaz d'admission dans le cylindre augmenta tant avec celui-ci permet l'obtention d'une pression moyenne interne qui se maintient sans chuter et permet l'obtention en toute sécurité de régimes trés élevés augmentant ainsi le rapport : Puissee/Cylindrée ce qui diminue d' autant celui du poids et de l'encombrement au CV. Jeure. La figure 1 représente en coupe un cylindre dont le piston ( 5 ) se trouve supposé au P.M.E dans la partie à gauche de l'aie vertical et au P.M.3. dans la partie à droite de ce meme axe. L'admission se produit par une arrivée de gaz frais qui aprés avoir traversé un carburateur dont le papillon colp mande le régime est aspirée au centre d'un ventilateur centrifuge ( 1 ) dont les pales sont figurées en pointillé sur le dessin, Pour les besoins de la démonstration ce ventilateur est supposé monté en bout d'arbre du vilebrequin mais il peut etre monté en renvoi à n'importe quel endroit. Au sortir de ce ventilateur, classique, qui peut d'ailleurs être remplacé par un compresseur centrifuge, les gaz sous l'effet de la force centrifuge des palettes ont augmenté de pression et sont dirigés par un conduit qui les mène à l'admission ( t ) obturée par le piston (5) lorsque le piston est au P.M.H. et découverte avec la descente du piston. Tant que 1a lumière est obturée, la pression augmente dans le conduit (2) et devient suffisante pour assurer 1' entrée des gaz frais dans le cylindre vers le P.M.B. tout comme dans les moteurs ordinaires. Par cette premiére solution qui ne convient que pour des petits moteurs de bas prix de revient, le diagramme est symétrique et le seul mérite de 1' invention, non négligeable consiste d'une part en une admission meilleure des gaz à tous les régimes parcequ' au contraire des moteurs classiques, la vitesse et la pression de ces gaz augmente avec le régime, permettant d'obtenir ceux-d dans une gamme trés élevée si on le désire. D'autre part, le carter (7) étant rendu indépendant puisque les gaz n'y entrant plus ne contient que l'huile de lubrification, tout comme dans les 4 temps classiques. La conception du carter et de l'embiellage peuvent etre aussi différents si l'on désire que la bielle (6) figurée ici monolithe soit comme dans les 4 temps avec une tête en 2 parties assemblée par en dessous sur le vilebrequin monolithe, ce qui est le cas des multicylindres dont le carter ntest plus cloisonné pour les besoins de la pré-compression. Le piston (5) est à double segmentation. L'une, haute, ne répond qu'aux besoins de l'4tanchEité aux gaz, l'autre, basse, comporte un segment racleur de préférence pour les besoins d'une parfaite étanchéité à l'huile. Le piston est de ce fait plus flaut car le dessus de la segmentation basse ne doit pas ddpasS ser le bas des lumières tant d'admission que d'échappement pour éviter les fuites d'huile. La figure 2 représente en coupe le même cylindre mais fonctionnant dans les conditions maximales de la portée de l'invention, c'est à dire en permet 8 tant un diagramme asymétrique par décalage dos angles d'admission. Il est intercalé sur le conduit (2) d'arrivée des gaz frais un distributeur ( 4) figuré ieî rotatif, ce qui n'est pas limitatif de l'invention.Ce distributeur commande l'admission des gaz dans le cylindre et permet donc une ouverture de cette admission décalée ( Avance à l'ouverture d'Admission retardée ) donc à un moment où le cylindre est plus vide de gaz brulés, et la fermeture de cette admission plus tard, après que l'échappement soit fermé, au moment oW il y à équilibre des pressions entre le conduit d'arrivée des gaz frais et le commen cernent de la compression dans le cylindre, cet équilibre se trouvant assez haut dans le cylindre du fait que le ventilateur continue pendant tout ce temps à alimenter en gaz frais. Figuré ici pour fonctionner à 1/2 régime du moteur, ce compresseur est entrainé par pignon, où par chaine tracée ici par le trait interrompu (8) et qui peut etre extérieure où sous carter mais dans tous les cas synchronisé avec l'arbre. Une lumière (9) est ménagée dans ce distributeur, elle ne met les gaz en position de passage que lorsque chacune de ses extrémités découvre l'orifice aval et amont de l'arrivée des gaz. Cette lumiére, figurative aurait un autre profil si le distributeur toums nait au mEme régime que le moteur où si l'arrivée ne se faisait pas par le mPo point que figure, toutes positions d'ouverture pouvant être obtenues en fonction de l'angle d'ouverture que l'on désire obtenir. I1 n'est pas nécéssaire que l'admission se trouve située au niveau de 1' échappement dans ce dernier processus. Lumière et distributeur peuvent être S placés en un point quelconque de la hauteur de course du piston, voire mOme sur la culasse, la position n'influant que sur le balayage des gaz qui peut être ainsi obtenu en équitourant. Pour le surplus du dessin, le fonctionnement étant le même, les numéros de référence des pièces sont identiques à la figure précédente. Le dispositif objet de l'invention assurant à la fois une plus grande s; curité de fonctionnement du fait de sa lubrification parfaite, une meilleure alimentation et un meilleur rendement thermique, peut etre appliqué à la construction de moteurs de toutes puissances et pour tous usages, du cycle à 2 temps tant en.mono qu'en multicylindres Délaissé à ce jour par ce qui a été expose l'invention doit etre d'une portée considérable sur l'industrie et le commerce Devenant l'équivalent en consommation et en sécurité du 4 temps, le bat tant sur les plans du prix de revient, du poids, de l'encombrement, de la nervosité et de la souplesse de marche, de la puissance à la cylindrée, pouvant obtenir des regimes trés supérieurs du fait qu'il n'est pas tributaire d'une distribution par soupapea, pouvant fonctionner aussi bien par allumage ordinaire qu'électronique, pouvant fonctionner en Diesel oW semi-diEsel si l'on n'utilise pas l'allumage électrique mais la chambre de précombustion qui demeure possible la production de tels moteurs est illimotée. Hile peut aussi bien etre utilisée pour la production de petits moteurs économiques de faible cylindrée que pour la production de moteurs industriels oW saurins multicylindrea de très forte puissance, les moteurs de toute puissance à régime fixe dans lesquels l'entrainement du ( où des ) ventilateurs centriez fugues peut être asgur en récupérant la puissance des gaz d'échappement, les moteurs de spOrt et de compétition de toutes crasses sur 2 ou 4 toues, de rallye sans limitations de destination. Le ventilateur pouvant débiter 8u tour un volume égal, intérieur oW supérieur à la cylindrée tour, on peut procéder à une alimentation normale, pauvre oW suralimentée permettant notemment une utilisation en altitude applicable aux petits avions où aux hélicoptères, domaine devant lequel le 2 temps classique reste impuissant et n'est utilisé à ce jour que dans des cas d'exception. L'invention parait donc appelée à une portée considérable dépassant même l'échelle nationale à l'économie de laquelle il peut apporter une excellente contribution. REVEKDICATI0N5.- 1 .- Dispositif modifiant l'admission des gaz frais dans les moteurs 2 temps par la suppression de la pré-admission en carter qui peut ainsi assurer une autre fonction, celle de contenir de l'huile servent à la lubtification compléte des mécanismes. 20.- Dispositif selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que l'admission des gaz frais dans le cylindre est assurée par l'utilisation d'un ventilateur centrifuge ( où d'un compresseur léger centrifuge ) qui aspire les gaz produits par un carburateur branché qur son admission propre et les envoie au cylindre sous l'effet de la pression produite par sa force centrifuge Le débit au tour de ce ventilateur est normalement égal à la cylindrée unitaire où multiple quçil à pour mission d'alimenter, mais ce débit peut aussi être in férieur ok supérieur à cette cylindrée selon que l'on désire r8duire oW surfaire cette alimentation des cylindres. 30. Dispositif selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que le carter n'ayant pas pour fonction de recevoir des gaz, mais d'assurer seulement une contenance d'huile de lubrification du mécanisme n'à plus besoin d'être cloisonné ni étanche dans le construction de multicylindres ce qui permet en outre l'utilisation de vilebrequin monoblo. 4 .- Dispositif selon les revendications 1 et 2 et caractérisé par le fait que l'admission des gaz dans le cylindre peut etre soit purement statique par le jeu des pressions et dépressions, soit commandée par un distrubuteur intercalé sur le conduit d'admission et qui permet une distribution asynchrone évitant les pertes par l'échappement. Dans ce dernier cas, la lumiére d'admission peut etre placée en un point quelconque du cylindre oW de la culasse et assurer un balayage en équicourant améliorant le rendement thermique. 5 .- Dispositif selon les revendications 1, 2 et 4 et caractérisé par le fait que pour des moteurs dont le fonctionnement est à régime constant, le oW les ventilateurs centrifuges peuvent etre entrainés non pas directement où indirectement par l'arbre de vilebrequin comme c'est le cas pour les moteurs à variations continuelles de régime, mais en utilisant la pression des gaz d' échappement* mais dans ce cas, il est nécéssaire d'adjoindre un organe accessoire ( moteur où manuel ) au système d'entrainement du ventilateur pour faire fonctionner celui-ci au démarrage pendent lequel il n'y à pas de gaz d'échappement où qu'ils ne sont pas assez chauds pour créer une pression suffisante. 60.- Dispositif selon les revendications 1,2,4 et 5 et caractérisé par le fait que de tels moteurs conformes à l'invention peuvent également fonctionner dans des conditions parfaites avec une alimentation en air pur surcomprimé oW à la pression atmosphérique et injection du carburant directement dans le cylindre moteur.