Brevet FR2463265A1 — publié le 19810220

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne convenant à des véhicules de petites dimensions, tels que des cycles à moteur et elle vise plus spécialement un dispositif d'admission pour moteurs quatre temps du type comportant une chambre de combustion, un conduit d'admission et un conduit d'échap- pement débouchant dans cette chambre de combustion, ainsi qu'une soupape d'admission et une soupape d'échappement logées respectivement dans ce conduit d'admission et dans ce conduit d'échappement et ayant pour rôles d'ouvrir et de fermer ces conduits. D'une façon générale, les moteurs à quatre temps ont un fonctionnement plus silencieux et plus stable que les moteurs à deux temps, mais ils ne peuvent fournir qu'une faible puissance de sortie par rapport aux moteurs à deux temps ayant la même cylindrée. A cette fin, l'invention vise un dispositif d'admission pour moteurs à quatre temps, ce dispositif d'admission étant capable d'améliorer le remplissage des cylindres tout en étant de construction simple, ce qui permet de remédier aux inconvénients de la technique antérieure que l'on vient de citer. De façon plus précise, l'invention a pour objet un dispositif d'admission pour moteur à combustion interne caractérisé par le fait qu'il comprend un passage de réglage débouchant dans une partie du conduit d'admission au voisinage de la soupape d'admission et une chambre d'alimentation de volume convenable, reliée à ce passage de réglage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation. Sur ces dessins, 2 2463265 - la Fig. 1 est une coupe verticale de côté d'une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention; - la fig. 2 est une coupe faite suivant la ligne II-II de la fig. 1; - les fig. 3A et 3B servent à expliquer le fonctionnement de ce dispositif; - la fig. 4 représente de façon schématique, de côté et en élévation, un cycle muni d'un moteur comportant un dispositif d'alimentation conforme à l'invention; - la fig. 5 consiste en une série de courbes fournissant le résultat d'essais effectués en vue de comparer le fonctionnement du moteur selon l'invention à celui d'un moteur classique; et - les fig. 6A et 6B consistent chacune en deux courbes permettant de comparer les rendements volumétriques d'un moteur comportant le dispositif d'admission selon l'invention au rendement d'un moteur classique, la fig. 6A correspondant au cas d'essais effectués avec le véhicule en marche tandis que la fig. 6B correspond au cas d'essais effectués au moment de l'allumage. Le moteur à quatre temps, tel que représenté sur les Fig. 1 et 2 et désigné dans son ensemble par la référence E, comprend un cylindre 1, une culasse 2 fixée à l'extrémité supérieure de ce cylindre et un piston 1P qui peut se déplacer d'un mouvement alternatif à l'intérieur de ce cylindre. Ce piston IP et la culasse 2 délimitent une chambre de combustion la, en regard de laquelle se trouve une bougie d'allumage il. Un conduit d'admission 3a et un conduit d'échappement 3b sont creusés dans cette culasse 2. Une soupape d'admission 4a, destinée à ouvrir et à fermer le conduit d'admission 3a,-est située du 3 2463265 côté aval de ce conduit, tandis qu'une soupape d'échap- pement 4b, servant à ouvrir et à fermer le conduit d'échappement, est située à l'extrémité amont de ce dernier conduit. Ces soupapes 4a, 4b sont commandées par des cames Sa, Sb situées sur la culasse 2, par l'intermédiaire des culbuteurs 6a, 6b, en vue d'ouvrir le conduit d'admission 3a et le conduit d'échappement 3b de façon alternée, en synchronisme avec la course ascendante et la course descendante du pistonilP. Un carburateur désigné dans son-ensemble par la référence C, est branché sur l'extrémité amont du conduit d'admission 3b, par l'intermédiaire d'un tuyau d'admission 12a. Un filtre à air A est fixé à l'extrémité amont de ce carburateur C. De plus, un tuyau d'échap- pement 12b, qui conduit à un silencieux d'échappement (non représenté), est relié au conduit d'échappement 3b. La culasse 2 comporte un passage de réglage 7 qui débouche dans la partie du conduit d'admission 3a au voisinage de la soupape d'admission 4a. Ce passage de réglage 7 présente une ouverture dont l'orientation est décalée par rapport au centre de la chambre de combustion la. Cette ouverture de réglage 7 communique avec une chambre 10, d'un volume convenable, au moyen d'un tuyau de raccordement 8 et d'une conduite souple 9. Le fonctionnement de cette forme de réalisa- tion du dispositif selon l'invention est le suivant: Au cours du temps d'aspiration du moteur, le piston 1P descend, tandis que la soupape d'échappement 4b et la soupape d'admission 4a demeurent l'une, fermée et, l'autre ouverte, de manière à créer un vide dans la chambre de combustion la. Ce vide se transmet ensuite au conduit d'admission 3a, de telle sorte que le mélange qui se forme dans le carburateur C se trouve introduit par aspiration dans la chambre de combustion la par le conduit d'admission 3a. Entre-temps, une fraction du vide formé dans la chambre de combustion la se transmet à la chambre d'alimentation 10 par l'inter- médiaire du tuyau de raccordement 8 et de la conduite 9 et ce vide demeure momentanément dans la chambre d'ali- mentation 10. Puis, au début du temps de compression du moteur, la soupape d'admission 4a et la soupape d'échap- pement 4b se ferment, comme représenté sur la figure 3B. A ce stade, étant donné que le vide subsiste dans la chambre d'alimentation 10, l'effet d'aspiration demeure dans le conduit d'admission 3a, de telle sorte que le mélange provenant du carburateur C s'écoule dans la chambre d'alimentation 10, comme indiqué par la flèche, par l'intermédiaire du passage de réglage 7, du tuyau de raccordement 8 et de la conduite 9. Cet effet subsiste jusqu'à ce que la pression interne régnant dans la chambre d'alimentation 10 équilibre la pression interne du conduit d'admission 3a, de telle sorte que cette chambre d'alimentation 10 se remplit d'une quantité donnée de mélange. Puis, sous l'effet d'un nouveau temps d'as- piration du moteur qui fait descendre le piston la tout en ouvrant la soupape d'admission 4a, le mélange emmagasiné dans la chambre d'alimentation 10 se trouve introduit par aspiration dans la chambre de combustion la, avec le mélange qui est normalement aspiré par le conduit d'admission 3a, comme représenté sur la Fig. 3A. Etant donné que l'ouverture pratiquée dans le passage de réglage 7 est orientée suivant une direction décalée par rapport au centre de la chambre de combustion la pour assurer un écoulement périphérique de l'ensemble du mélange, le mélange introduit par aspiration dans la chambre de combustion la s'écoule le long de la paroi de cette dernière en formant un tourbillon en direction de la bougie d'allumage 11, de manière à assurer un mélange encore plus intime du carburant et de l'air en vue de faciliter la combustion. Cet effet se reproduit au cours du fonctionnement du moteur. La Fig. 4 représente un cycle comportant un moteur à un seul cylindre muni du dispositif d'admission selon l'invention. Dans cette forme de réalisation, deux passages de réglage (non représentés) débouchent dans une même chambre d'alimentation 10 respectivement par les conduites 9a, 9b. La référence E désigne le moteur muni d'un filtre à air A et d'un carburateur C. Les références F, M et Ma désignent respectivement le cadre du cycle à moteur, la trans- mission et un silencieux. Les Fig. 5 et 6A et 6B indiquent les résultats fournis par des essais effectués avec un véhicule dont le moteur a une cylindrée de 90 cm3, respectivement dans le cas o ce véhicule comporte le dispositif selon l'invention et dans le cas contraire. De façon plus précise, la Fig. 5 fournit une valeur de la puissance de sortie en fonction du nombre de tours du moteur. On voit d'après les courbes de la Fig. 5 que le moteur muni du dispositif d'admission selon l'invention a une puissance de sortie supérieure de 26 % à celle du moteur ne com- portant pas ce dispositif selon l'invention, pour une ouverture du carburateur égale à 1/4 (courbes R), lorsque la vitesse du moteur descend jusqu'à une valeur comprise entre 6 000 et 6 500 tours-minute. On notera que, sur la Fig. 5, les coubes en trait mixte correspondent à l'invention, tandis que les courbes en trait plein correspondent à la technique antérieure. Les puissances de sortie supérieures de ,2 % et de 6,7 % sont obtenues respectivement dans le cas o l'ouverture du carburateur égale à 1/2 (courbes S) et 4/4 (courbes T). La Fig. 6A représente les variations, res- pectivement dans le cas de l'invention (courbe en trait mixte) et dans le cas de la technique antérieure (courbe en trait plein) du rendement volumétrique en %) au cours de la marche du véhicule, en fonction de la vitesse du moteur (en tours/minute). La Fig. 6B est analogue à la Fig. 6A, mais elle correspond au rendement volumétrique au moment de l'allumage et non pas pendant la marche du véhicule. La Fig. 6A indique clairement que le moteur muni du dispositif d'admission selon l'invention a un rendement volumétrique supérieur à celui du moteur ne comportant pas ce dispositif, lorsque la vitesse du moteur dépasse 5 000 tours/minute. Cela indique que le dispositif d'admission selon l'invention assure. une amélioration considérable dans l'admission du mélange, par rapport au moteur classique, dans la gamme de vitesses du moteur indiquées ci-dessus. Quant à la Fig. 6B, elle montre que les résultats sont-à peu près les mêmes, que l'on utilise la chambre d'alimentation 10 ou non. Cela indique que le dispositif d'admission selon l'invention garantit une bonne combustion. Comme on l'a expliqué ci-dessus, grâce à l'invention, le taux de remplissage des cylindres du moteur, se trouve amélioré, ce qui augmente la puissance de sortie, en particulier dans le cas d'un moteur pour véhicules de faibles dimensions, au moyen d'un dispositif d'admission de construction simple constitué par au moins un passage de réglage débouchant dans le coduit d'admission dans une partie de ce dernier située au voisinage de la soupape d'admission et fonctionnant sous l'effet de la pression qui règne dans ce conduit d'admission, et par une chambre d'alimentation, de volume convenable, communiquant avec l'ouverture de réglage. De plus, du fait que le passage de réglage comporte une ouverture qui est orientée de façon décalée par rapport au centre de la chambre de combustion, il se produit, dans le moteur, une circulation tourbil- lonnaire du mélange qui rend le mélange air-carburant encore plus intime, et nettoie la bougie d'allumage, ce qui améliore l'allumage par la bougie et la combus- 1S tion du mélange. En outre, il y a une diminution de la quantité d'hydroxyde de carbone non brûlé et une augmentation de la puissance du moteur. 8 2463265 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'admission pour moteur à combustion interne (E) du type comportant une chambre de combustion (la), un conduit d'admission (3a) et un conduit d'échappement (3b) débouchant dans cette chambre de combustion, ainsi qu'une soupape d'admission (4a) et une soupape d'échappement (4b) logés respec- tivement dans ledit conduit d'admission (3a) et dans ledit conduit d'échappement (3b), et servant à ouvrir et fermer ces conduits, caractérisé par le fait qu'il comprend un passage de réglage (7) débouchant dans le conduit d'admission (3a) au voisinage de la soupape d'admission (4a), et une chambre d'alimentation (10) de volume convenable, communiquant avec ledit passage de réglage. 2. Dispositif d'admission selon la reven- dication 1, caractérisé par le fait que ledit passage de réglage (7) est orienté suivant une direction dé- calée par rapport au centre de ladite chambre de com- bustion (la). 3. Dispositif d'admission selon l'une des- revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit passage de réglage (7) consiste en un unique passage. 4. Dispositif d'admission selon l'une quel- conque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit passage de réglage (7) est constitué en fait par deux passages. 5. Dispositif d'admission selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit moteur à combustion interne (E) est un moteur à quatre temps. 6. Dispositif d'admission selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit passage de réglage (7) débouche dans ledit conduit d'admission (3a), en une partie de ce dernier située du côté amont de ladite soupape d'ad- mission (4a). 7. Cycle à moteur comportant un moteur à combustion interne muni d'un dispositif d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.