Brevet FR2463264A1 — publié le 19810220

La présente invention se rapporte aux moteurs à combustion interne à quatre temps, le moteur peut comporter un ou plusieurs pistons qui coulissent chacun dans un alésa- ge de cylindre. Le piston forme une paroi d'une chambre de combustible et chaque chambre de combustion comporte des soupapes d'admission et d'échappement et une bougie d'allu- mage. En général, pour obtenir de hautes performances dans un moteur à quatre temps de cette construction, il est nécessaire de satisfaire les conditions suivantes (1) les surfaces des têtes de soupape d'admission et de la soupape d'échappement doivent être aussi grandes que possible par rapport à la surface de section droite de l'alésage de cylindre; (2) la chambre de combustion doit être de forme aussi ramassée que possible, de manière qu'une grande pro- portion du mélange soit rassemblée dans le voisinage de la bougie d'allumage; et (3) cette bougie doit être placée aussi près que possible du centre de la chambre de combus- tion. Dans les moteurs classiques de ce type, l'alésage du cylindre et le piston ont des sections circulaires de sorte qu'il y a une limite à la satisfaction simultanée des trois conditions précitées. Un moteur du type à soupapes multi- ples possédant deux, ou plus de deux, soupapes d'admission et deux, ou plus de deux, soupapes d'échappement par cylin- dre, par exemple, et une bougie d'allumage au centre, est très avantageux pour la satisfaction des trois conditions précitées. Toutefois, avec l'accroissement du nombre des soupapes d'admission et des soupapes d'échappement, le mé- canisme de commande des soupapes devient nécessairement compliqué, ce qui se traduit par un accroissement du prix de revient en raison duquel il est impossible d'adopter cette construction pour les moteurs fabriqués en grande série. Suivant l'invention, un moteur à combustion in- terne à quatre temps comporte au moins un piston monté pour coulisser dans un alésage de cylindre et relié à un vilebrequin par une bielle, le piston ou chaque piston et le cylindre ou chaque cylindre possédant une section oblongue dont la grande dimension est perpendiculaire à l'axe du vilebrequin, une chambre de combustion partiel- lement délimitée par le piston et le cylindre, une sou- pape d'admission du type en champignon, qui communique avec la chambre de combustion et est placée au voisinage d'une extrémité de la section oblongue du cylindre, une soupape d'échappement du type en champignon, qui communique avec la chambre de combustion et est placée dans la région de l'autre extrémité de la section oblongue du cylindre, chacune de ces soupapes ayant un axe longitudinal incliné par rapport à l'axe central du cylindre, et une bougie d'allumage placée entre les soupapes, dans la chambre de combustion. L'expression " section oblongue " désigne une section droite qui est ovale r elleptique ou a une autre forme allongée avec des côtés rectilignes et des extrémi- tés semi-circulaires ou même tout autre type de section droite symétrique dans laquelle la longueur et la largeur ne sont pas égales. Les caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront mieux au cours de la description qui va suivre. Sur les dessins annexés,donnés uniquement à titre d'exemple: la Fig. 1 est une coupe longitudinale des élé- ments essentiels d'un moteur à combustion interne suivant l'invention; la Fig.2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; et la Fig.3 est une vue de dessus, en partie en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig.l. Le moteur à combustion interne représenté sur les dessins comprend un carter de vilebrequin 1, un bloc cylindres 2 et une culasse 3. Un vilebrequin 4 est monté rotatif dans le carter 1 et est muni des habituels mane- tons 4a. Chacun des alésages de cylindres 5 reçoit un pis- ton 6 et chaque piston 6 est relié à l'un des manetons 4a au moyen d'une bielle 7 et d'un axe de piston 8. Les alé- sages de cylindres 5 ne sont pas circulaires mais sont au contraire allongés dans une direction perpendiculaire à l'axe du vilebrequin 4. Les quatre alésages de cylindres 5 sont disposés, comme indiqué, en ligne dans la direction des petits axes de leurs sections. Les pistons 6 ont sensi- blement la même forme oblongue que les alésages de cylindres 5. La surface supérieure bombée des pistons 6 coopère avec les espaces ménagés dans la culasse 3 pour délimiter des chambres de combution 9. Des passages d'admission 10 et des passages d'échappement il sont fermésrespectivement par des soupapes d'admission 12 et des soupapes d'échappement 13. Ces soupapes sont du type en champignon. Chaque paire de soupapes d'entrée et d'échap- pement est disposée dans la direction du grand axe de la section du cylindre 5 et les axes de ces soupapes sont in- clinés symétriquement par rapport à l'axe central C du cy- lindre 5. Dans chaque ensemble, l'axe I de la soupape 12 et l'axe E de la soupape 13 sont contenus dans le même plan que l'axe C, ce plan contenant également le grand axe de la section du cylindre 5. Une bougie 14 est montée dans la culasse 3 entre les deux soupapes 12 et 13 de chaque paire au sommet de la chambre de combustion, au-dessus du plan de la limite extérieure oblongue de celle-ci, l'intervalle entre ses électrodes étant très proche de la partie adjacente de la soupape d'admission 12. Dans la culasse est également monté un arbre à cames d'admission 15 destiné à commander le fonctionnement de toutes les soupapes d'admission 12 et un arbre à cames d'échappement 16 destiné à commander le fonctionnement dé toutes les soupapes d'échappement 13. Les arbres à cames 15 et 16 sont parallèles au vilebrequin 4 et sont entraînés en rotation en des mouvements synchronisés par des moyens classiques tels que, par exemple, une chaîne de distribution 17. Les ressorts 18 et 19 des soupapes ten- dent à repousser les soupapes d'admission et d'échappement, 12 et 13 respectivement, dans le sens de la fermeture. Il ressort de ce qui précède que, suivant l'in- vention, la section de l'alésage de cylindre et celle du piston ont une forme oblongue au lieu d'être circulaire. A proximité de chacune des extrémités de la section oblon- gue du cylindre est placée une seule soupape d'admission ou une seule soupape d'échappement, du type en champignon, et une bougie d'allumage est prévue entre les deux soupapes et centrée sur l'axe du cylindre. Bien que la bougie d'al- lumage soit placée au centre, la tête de chaque soupape peut être placée à proximité de l'extrémité correspondante du profil oblongue du cylindre, contrairement à ce qu'on observe dans les moteurs classiques qui comportent des cylindres de forme circulaire. Avec cette construction, on peut utiliser pour chaque soupape une tête de plus grande dimension, par rapport à l'aire de la section de l'alésage. Par ailleurs, la réduction de la résistance des passages d'admission et d'échappement est importante, ce qui permet d'améliorer considérablement le rendement de l'introduction du mélange. En outre, étant donné que la bougie d'allumage est placée entre la soupape d'admission et la soupape d'échap- pement, elle est suffisamment proche du centre de la chambre de combustion de sorte que, lorsque l'allumage se produit, la flamme se propage dans toutes les parties de la périphé- rie de la chambre de combustion de façon très uniforme. Par ailleurs, les axes des soupapes d'admission et d'échappement sont inclinés par rapport à l'axe du cylindre de sorte que toutes les chambres de combustion ont une forme ramassée. La bougie d'allumage est placée à proximité de l'extrémité supérieure de là chambre de combustion de sorte- que le mélange introduit dans les chambres de combustion se rassemble en grande partie au voisinage de la bougie d'allu- mage, ce qui, en combinaison avec l'uniformité de la propa- gation de la flamme de la bougie d'allumage vers chacune des parties de la chambre de combustion, permet une bonne com- bustion. D'autres avantages de l'invention résident dans une amélioration des performances obtenues, de la consom- mation de combustible et d'autres caractéristiques de fonctionnement du moteur. L'invention permet de cons- truire des moteurs à quatre temps à hautes performances et de réaliser des économies en conservant la construction extrêmement simple qui n'utilise qu'une seule soupape d'admission et une seule soupape d'échappement par cylin- dre. Lorsque l'invention est appliquée à un moteur à plusieurs cylindres, l'alignement de la rangée de cylindres dans une direction perpendiculaire à l'axe long, de la section de ces cylindres permet de réduire considérablement la longueur totale du moteur dans la direction de la rangée de cylindres, par rapport à la longueur totale d'un moteur classique ayant la même cylindrée et le même nombre de cylindres. Les inclinaisons symétriques des axes de deux sou- papes de chaque cylindre par rapport à l'axe du cylindre lui-même permettent d'utiliser des soupapes de plus grand diamètre tout en conservant à la bougie sa partie centra- le, au sommet, sur l'axe du cylindre et au-dessus du plan de la limite extérieure oblongue de la chambre de combus- tion. La proximité de l'intervalle entre électrode de la bougie, et de la soupape d'admission, facilite le nettoya- ge de la bougie pendant l'aspiration et en outre, garan- tit qu'après la compression cet intervalle est d'abord en contact avec le mélange non brûlé d'alimentation. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne à quatre temps, qui comporte au moins un piston (6) monté coulissant dans un alésage de cylindre (5) et relié à un vilebrequin (4) par une bielle, le, ou chaque, piston et le, ou chaque, cy- lindre ayant une section de forme allongée, dont la grande dimension est perpendiculaire à l'axe du vilebrequin, une chambre de combustion (9) partiellement délimitée par le piston et le cylindre, une soupape d'admission (12) du ty- pe en champignon qui communique avec la chambre de combus- tion et est placée au voisinage d'une première extrémité de la section allongée du cylindre, une soupape d'échappement du type en champignon qui communique avec la chambre de com- bustion et est placée dans la région de l'autre extrémité de la section oblongue du cylindre, chacune de ces soupapes ayant un axe longitudinal (I,E) incliné par rapport à l'axe central (C) du cylindre, et une bougie d'allumage (24) placée entre les soupapes (12 et 13) et communiquant avec la cham- bre de combustion. 2. Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les axes longitudinaux (I et E) des soupapes d'ad- mission et d'échappement sont inclinés symétriquement par rapport à l'axe central du cylindre oblong. 3. Moteur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bougie d'allumage (14) est placée au sommet de la chambre de combustion (9) au-dessus u plan de la périphérie oblongue de cette chambre de combustion, et l'espace entre ses électrodes est très proche de la partie adjacente de la soupape d'admission (14)