Brevet FR2486156A1 — publié le 19820108

La présente invention concerne un moteur à combustion interne, comportant un conduit d'admission secondaire, dans lequel le conduit secondaire est distinct du conduit d'admission principal et à un diamètre inférieur à celui de ce dernier, de sorte qu'un jet sortant de ce conduit d'admission secondaire provoque un tourbillon (ou une turbulence) dans le cylindre, ce qui améliore la combustion d'un mélange pauvre. I1 est bien connu que les gaz d'échappement d'un moteur contiennent différents élements nuisibles. La loi impose par conséquent de maintenir le volume des éléments nuisibles des produits d'échappement à une faible valeur spécifiée. Un certain nombre de procédés destinés à réduire la teneur en éléments nuisibles des gaz d'échappement ont été proposés et appliqués dans la pratique. Un des procédés efficaces, convenables dans ce but consiste à appauvrir le mélange gazeux et à le faire brûler, mais le mécanisme classique utilisé pour assurer une combustion satisfaisante du mélange pauvre selon ce procédé est si compliqué que sa simplification a posé un probleme non encore résolu. Le but de l'invention est en conséquence de réaliser un moteur comportant un conduit d'admission secondaire, qui puisse brûler un mélange pauvre grâce à un agencement simple. L'invention a en conséquence pour objet un moteur muni d'un conduit d' admission secondaire, qui comporte, en plus d'un conduit d'admission principal allant d'un carburateur jusqu'à un orifice d'admission dans un cylindre, un conduit d'admission secondaire, de diamètre plus petit, dont l'orifice de sortie est situé juste avant la soupape d'admission et dont l'orifice d'entrée est situe en amont d'un papillon des gaz du carburateur, en un point où la pression est élevée. L'invention a également pour objet un moteur muni d'un conduit d'admission secondaire, qui comporte, en plus d'un conduit d'admission principal allant d'un carburateur jusqu'à un orifice d'admission dans un cylindre, un conduit d'admission secondaire de diamètre plus petit, dont l'orifice de sortie est situé juste avant une soupape d'admission et dont l'orifice d'entrée est relié à un conduit de recyclage des gaz d'echappement. L'invention a egalement pour objet un moteur, qui comporte en plus d'un conduit d'admission principal allant d'un carburateur à un orifice d'admission dans un cylindre, un conduit d'admission secondaire, de diamètre plus petit, dont l'orifice de sortie est situé juste avant une soupape d'admission et dont l'orifice d'entrée est relié à un conduit de recyclage des gaz d'échappement et en aval du papillon des gaz du carburateur. L'invention a également pour objet un moteur qui comporte en plus d'un conduit d'admission principal reliant un carburateur à un orifice d'admission dans un cyclindre, un conduit d'admission secondaire, de diamètre plus petit, dont l'orifice de sortie est situé juste avant une soupape d'admission et dont l'orifice d'entrée est relié à un point situé en amont d'un papillon des gaz du carburateur, où la pression est élevée, et à un conduit de recyclage des gaz d'échappement. L'invention a enfin pour objet un moteur qui comporte en plus du conduit d'admission principal reliant le carburateur à l'orifice d'admission d'un cylindre, un conduit d'admission secondaire, de diamètre plus petit, dont l'orifice de sortie est juste situé avant la soupape d'admission et dont l'orifice d'entrée est relié à l'orifice d'entrée d'une pompe à air. Les caractéristiques et avantages de 1 'inven- tion apparaltront mieux au cours de la description qui va suivre de modes de réalisation représentés aux dessins annexés et donnés uniquement à titre d'exemples. Sur ces dessins la Fig. 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un moteur suivant l'invention la Fig. 2a est une vue schématique en plan, montrant la direction de l'ouverture du conduit d'admission secondaire de ce premier mode de réalisation de l'invention, dans une chambre de combustion ; las Fig. 2b à 2d montrent des variantes de l'agencement représenté à la Fig.2a la Fig.3 est une vue schématique en coupe d'un second mode de réalisation de l'invention ;; la Fig. 4 est une vue schématique en coupe d'une variante du second mode de réalisation de l'invention la Fig.5 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation de l'invention ; la Fig. 6 est une vue schématique en coupe d'une variante du troisième mode de réalisation de l'invention ; la Fig.7 est une vue schématique en coupe d'un quatrième mode de réalisation de l'invention. La Fig. 1 montrant un premier mode de réalisation d'un moteur suivant l'invention, désigne un filtre à air 2, un carburateur 3, un venturi 4, un papillon des gaz 5, un moteur 6,la culasse de ce moteur 7, un conduit d'admission principal 8 et un conduit d'échappement. Le carburateur 2 communique avec le conduit principal d'admission 7, 9 désigne un cylindre, 10 un piston et ll désigne une chambre de combustion.Au droit du conduit principal d'admission 7 dans la culasse 6 et à l'ouverture du conduit d'échappement 8 dans la chambre de combustion 11, sont ménagés des sièges de soupape 12, 13, une soupape d'admission 14 et une soupape d'échappement 15 étant montées de façon à être actionnées par des cames, non représentées, et à pouvoir entrer en contact ou s'éloigner de façon répétée de ces sièges de soupape. La référence 16 désigne un conduit d'admission secondaire qui est formé séparément du conduit principal 7 et a un diamètre plus petit et une surface de section moins grande que ceux du conduit principal d'admission 7. L'orifice de sortie du conduit d'admission secondaire 16 est situé juste derrière la soupape d'admission 14 montée dans l'ouverture du conduit d'admission principal 7, et son orifice d'entrée est situé en amont du paillon 4 des gaz du carburateur 2, en un point ou la pression est élevée. burateur 2, en un point où la pression est élevée. L'orifice d'entrée du conduit secondaire 16 peut être situé en amont du venturi 3 comme indiqué en traits interrompus sur le dessin. L'orifice de sortie du conduit secondaire 16 communique avec un tuyau 17 disposé dans la culasse 6, et constituant ainsi un trou de gicleur. Le tuyau 17 peut être vissé dans la culasse 6 au lieu d'être enfoncé dans celle-ci ; ou encore il peut être formé par moulage. Au lieu dlêtre formé par le tuyau 17, comme indiqué, l'orifice de sortie du conduit secondaire 16 peut être simplement constitué par un trou, et son emplacement peut être situé au niveau du siège 12 de la soupape,c'està-dire plus bas que l'emplacement représenté sur la Fig.l. Les Fig.2a à 2d montrent des sens d'ouverture du conduit secondaire 16 dans la chambre de combustion, et indiquent l'angle formé par l'orifice de sortie du conduit secondaire ou par le tuyau 17 avec le cylindre 9. A la Fig.2a, le conduit principal 7 et le conduit secondaire 16 sont disposés verticalement l'un au dessus de l'autre, l'orifice de sortie du conduit secondaire 16 étant dirigé approximativement en direction d'une bougie 18. Ainsi le jet provenant du conduit secondaire 16 est émis dans le sens de la flèche dans la chambre de combustion 11 et engendre un tourbillon. Sur la Fig.2b, l'emplacement du conduit secondaire 16 est décalé par rapport à celui du conduit principal 7, l'orifice de sortie du conduit 16 étant incurvé en direction de la surface de la paroi du cylindre 9 ; et de ce fait le jet est émis dans la direction indiquée par la flèche. Sur la Fig.2c, l'orifice de sortie du conduit secondaire 16 est dirigé légèrement vers l'intérieur par rapport à celui du mode de réalisation de la Fig.2b et de ce fait le jet se déplace dans le sens indiqué par la flèche. Sur la Fig.2d, au contraire des Fig.2b ou 2c, l'orifice de sortie du conduit secondaire 16 a une direction qui passe entre la bougie d'allumage 18 et le conduit d'échappement 8 ; et de ce fait le jet se déplace comme indiqué par la flèche. Dans chacun de ces exemples, un tourbillon (ou une turbulence) se développe et effectue un balayage autour de la bougie d'allumage. (Les agencements représentés sur les Fig. 2a, 2d sont également applicables à tous les modes de réalisation de l'invention représentés aux Fig. 3 et 7). Dans ces exemples, l'angle formé par le conduit secondaire 16 dans le sens vertical avec la chambre de combustion 11 du cylindre 9 est tel que, comme indiqué par des flèches en traits interrompus sur la Fig.l, le jet peut être sensiblement dirigé vers la chambre de combustion 11 lorsque la soupape d'admission 14 s'ouvre. Dans un moteur comportant une telle disposition, un mélange gazeux à pression élevée est injecté dans la chambre de combustion 11 lorsque la soupape d'admission 14 est ouverte. Du fait que le conduit secondaire d'admission 16 a un diamètre plus petit et une section moins grande, la vitesse d'écoulement augmente, ce qui provoque un violent tourbillon (ou turbulence), qui assure une combustion satisfaisante même d'un mélange pauvre. La Fig.3 montre un second mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'entrée d'une soupape 19 de recyclage des gaz d'échappement EGR, est reliée à la moitié de la longueur d'une tubulure d'échappement 21 par l'intermédiaire d'un tuyau 20 de recyclage des gaz d'échappement, et son orifice de sortie est relié au conduit secondaire 16. La référence 22 désigne un disposi tif d'épuration des gaz d'échappement. L'obturateur 24 de recyclage des gaz d'échappement 19 est en position d'ouver ture lorsqu'une membrane 23 est exposée à une pression négative, cette dépression étant transmise par un tuyau 25 juste au-dessus du papillon de gaz 4 du carburateur 2. Dans un moteur comportant cet agencement, une dépression qui est variable avec le degré d'ouverture du papillon4 des gaz actionne la membrane 23 t lorsque la dé pression excède une valeur donnée, la soupape 24 commence s'ouvrir, ce qui injecte une partie des gaz d'échappement dans la chambre de combustion ll par l'intermédiaire du conduit secondaire 16. Au-dessous d'une faible charge,pour une aspiration avec une dépression élevée (pression d'alimentation), le débit des gaz d'échappement recyclés augmente de sorte que la combustion peut devenir instable ; cependant comme le conduit d'admission secondaire 16 a un diamètre plus petit et que par suite la vitesse du jet est élevée, le tourbillon devient puissant et en conséquence la stabilité de la combustion est rétablie. La Fig. 4 montre une variante de ce second mode de réalisation de l'invention. Dans ce cas, le moteur comporte une seconde soupape de recyclage des gaz d'échappement 26 et le tuyau 20 de recyclage de ces gaz comporte une dérivation de façon à introduire une partie des gaz d'échappement en aval du papillon des gaz 4 par l'intermédiaire d'un tuyau 27. La seconde soupape de recyclage des gaz d'échappement 26 est également actionnée par une dépression transmise par un tuyau 28, jusqu'en aval du venturi 3. Dans ce mode de réalisation on peut apporter des modifications appropriées à l'agencement des deux soupapes de recyclage des gaz d'échappement 19,26 de manière que sous une faible charge, les gaz d'échappement ne pénètrent qu'à partir du conduit secondaire d'admission 16 dans la chambre de combustion 11, cependant que sous une charge élevée, les gaz d'échappement arrivent soit par le conduit principal d'admission 7 soit à la fois par le conduit principal 7et par le conduit secondaire 16. La Fig. 5 montre un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans cet exemple,est prévu en plus de la soupape 19 de recyclage des gaz d'échappement une soupape de commande du débit du gaz 29 pour régler l'air (ou le mélange de gaz). Le côté d'entrée de la soupape 29 est branché en aval du venturi 3 par l'intermédiaire d'un tuyau 30 tandis que son côté de sortie est relié au conduit secondaire 16 par l'intermédiaire d'un tuyau 31. Cependant le conduit secondaire 16 est relié à la sortie de la soupape de recyclage des gaz d'échappement 19 par l'intermédiaire d'un tuyau 32 qui constitue une dérivation du tuyau 31. La soupape 29 de commande de débit est reliée par un tuyau 33 ou conduit principal 7 de sorte qu'elle peut être actionnée par la pression d'admission dans ce conduit principal 7, 34 désigne une membrane et 35 désigne l'obturateur de la soupape 29.Ainsi dans ce moteur les gaz d'échappement et l'air (ou autre mélange de gaz) sont admis dans le conduit secondaire 16, et provoque ainsi un tourbillon ou une turbulence dans la chambre de combustion. La Fig.6 montre une variante du troisième mode de réalisation de l'invention. Dans cette variante, la soupape de commande de l'air est supprimée et ie côté de sortie de la soupape 19 de recyclage des gaz d'échappement est relié par un tuyau 36, à un point intermédiaire de la longueur du conduit secondaire 16 qui relie l'aval du venturi 3 à un point situé juste derrière la soupape d'admission 14. Ainsi le côté de commande de la soupape de recyclage des gaz d'échappement 19 est relié par l'intermédiaire d'un tuyau 37 à un dispositif asservi non représenté, fournissant un signal de sorte que la soupape 19 peut être actionnée en fonction de conditions telles que la température de l'eau de refroidissement du moteur, du nombre de tours du moteur ou de sa charge.Dans ce moteur également, le fluide provoquant un tourbillon (ou une turbulence) dans la chambre de combustion 11 est constitué par des gaz d'échappement et l'air. La Fig. 7 montre un quatrième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, le conduit secondaire 16 est relié à une pompe à air 38 pour l'épuration des gaz d'échappement, de telle sorte que à la fois l'air et les gaz d'échappement provenant du tuyau 20 de recyclage des gaz d'échappement peuvent être renvoyés à la chambre de combustion 11. La pompe à air peut être une pompe destinée à tout autre usage. Ainsi dans ce moteur on peut engendrer efficacement un tourbillon ou une turbulence au moyen d'un dispositif simple. Grâce à l'invention on peut engendrer efficacement dans le cylindre un tourbillon ou une turbulence grâce à un agencement simple, ce qui améliore la combustion d'un mélange pauvre et reduit la teneur des gaz d'échappement en constituants nuisibles. REVENDICATIONS 1 - Moteur muni d'un conduit d'admission secondaire, caractérisé en ce qu'il comporte, en plus d'un conduit principal d'admission allant d'un carburateur (2) à un orifice d'aspiration (12) dans un cylindre, un conduit d'admission secondaire (16), de diamètre plus petit, dont l'orifice de sortie est situé juste avant une soupape d'admission et dont l'orifice d'entrée est situé en amont d'un papillon (4) des gaz du carburateur, en un point où la pression est élevée. 2 - Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice de sortie du conduit d'admission secondaire (16) est dirigé vers une chambre de combustion (11) ménagée dans la culasse (6). 3 - Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de sortie est incurvé dans la direction d'un tourbillon engendré dans la chambre de combustion (11). 4 - Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de sortie est orienté vers une bougie d'allumage, dans la chambre de combustion (11). 5 - Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de sortie est situé à mi-distance entre une bougie d'allumage et une soupape d'échappement. 6 - Moteur muni d'un conduit d'admission secondaire, caractérisé en ce qu'en plus d'un conduit d'admission principal (7) allant d'un carburateur(2) à un orifice d'admission dans un cylindre, il comprend un conduit d'admission secondaire (16) de diamètre plus petit dont l'orifice de sortie est situé juste avant une soupape d'admission (1-4) et dont l'orifice d'entrée est relié à un conduit (20)de recyclage des gaz d'échappement. 7 - Moteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de sortie est orienté vers une chambre de combustion (11) ménagée dans la culasse du moteur. 8 - Moteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une soupape (19) de recyclage des gaz d'échappement dont le degré d'ouverture est commandé par une pres sion négative d'admission en amont du papillon (4) des gaz du carburateur (2), est montée entre le conduit d'admission secondaire (16) et le conduit de recyclage 20 des gaz d'échappement. 9 - Moteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la soupape (19) de recyclage des gaz d'échappement comporte une membrane (23), et en ce qu'une chambre à dépression contenant la membrane est reliée entre le papillon (4) des gaz et un venturi (3) du carburateur. 10 - Moteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le conduit (20) de recyclage des gaz d'échap pement est relié au conduit d'échappement (21), en amont d'un dispositif (22) de purification des gaz d'échappement. 11 - Moteur muni d'un conduit d'admission second daire, caractérisé en ce qu'en plus d'un conduit principal d'admission (7) reliant un carburateur (2) à un orifice d'admission dans un cylindre, il comprend un conduit d'admission secondaire (16) le diamètre plus petit dont l'orifice de sortie est situé juste avant une soupape d'admission (14) et dont l'orifice d'entrée est relié à une conduite (20 )de recyclage des gaz d'échappement et en aval du papillon (4) des gaz du carburateur. 12 - Moteur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'orifice de sortie est orienté vers la chambre de combustion (11) dans la culasse du moteur. 13 - Moteur suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'une première soupape (19) de recyclage des gaz d'échappement dont le degré d'ouverture peut être commandé par une dépression régnant en amont du papillon (4) des gaz du carburateur est montée entre la conduite (20) de recyclage des gaz d'échappement et le conduit d'admission secondaire (16), le conduit (20) de recyclage des gaz d'échappement et le côté aval du papillon des gaz du carburateur (2) étant reliés par une seconde soupape (26) de commande du recyclage des gaz d'échappe ment , dont le degré d'ouverture est commandé par une dépression de l'admission en amont du papillon des gaz du carburateur. 14 - Moteur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la première soupape (19) de recyclage des gaz d'échappement et la seconde soupape (26) de commande sont des soupapes commandées par une membrane, et en ce que les chambres à dépression de ces soupapes sont prévues entre le papillon des gaz et un venturi du carburateur. 15 - Moteur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le conduit (20) de recyclage des gaz d'échappement est relié au conduit d'échappement en amont d'un purificateur (22) des gaz d'échappement. 16 - Moteur muni d'un conduit d'admission secondaire, caractérisé en ce qu'en plus d'un conduit d'admission principal (7) allant d'un carburateur à un orifice d'admission dans un cylindre, il comprend également un conduit secondaire d'admission (16) de diamètre plus petit dont l'orifice de sortie est situé juste avant une soupape d'admission (14) et dont l'orifice d'entrée est relié au côté amont d'un papillon (4) des gaz du carburateur et à un tuyau(20) de recyclage des gaz d'échappement en un point où la pression est élevée. 17 - Moteur suivant la revendication 16, caractérisé en ce que l'orifice de sortie est dirigé vers une chambre de combustion (11) ménagée dans la culasse du moteur. 18 - Moteur suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'une soupape (19) de recyclage des gaz d'échappement dont le degré d'ouverture peut être commandé parune dépression de l'admission en amont du papillon (4) des gaz du carburateur est montée entre le tuyau de retour (20) des gaz d'échappement et le conduit d'admission secondaire (16), une soupape (29) de commande de débit dont le degré d'ouverture peut être commandé par une dépression de l'admission en aval du papillon (4) des gaz du carburateur, est montée en un point intermédiaire qui relie le conduit secondaire d'admission (16) à un point situé en amont où règne une pression plus élevée qu'en amont du carburateur ou en amont du papillon des gaz du carburateur. 19 - Moteur suivant la revendication 17, ca ractérisé en ce qu'il comporter entre le conduit secondai re d'admission (16) et le tuyau (20) de recyclage des gaz d'échappement, une soupape (19) de recyclage des gaz d'échappement dont le degré d'ouverture est commandé par une dépression appliquée à la chambre à dépression, qui est reliée à la chambre à dépression d'un genérateur de dépression détectant la température du moteur, le nombre de tours du moteur ou sa charge, et engendre ainsi une dépression 20 - Moteur suivant l'une des revendications 18 et 19, caractérisé en ce que le tuyau (20) de recycla ge des gaz d'échappement est relié au conduit d'échappement (21), en amont d'un dispositif (22) de purification des gaz d'échappement. 21 - Moteur muni d'un conduit d'admission se condaire, caractérisé en ce qu'en plus du conduit princi -pal d'admission (7) reliant le carburateur à l'orifice d'admission du cylindre, il comprend un conduit d'admission secondaire (16) de diamètre plus petit dont l'orifice de sortie est situé juste avant la soupape (14) d'admission et dont l'orifice d'entrée est relié à l'orifice d'entrée d'une pompe à air (38). 22 - Moteur suivant la revendication 21, carac térisé en ce que l'orifice de sortie est dirigé vers ia chambre de combustion (11) ménagée dans la culasse du moteur. 23 - Moteur suivant la revendication 21, carac térisé en ce que la pompe à air (38) sert à alimenter en air secondaire le dispositif (22) de purification des gaz d'é chappement disposé à mi-distance dans le conduit d'échappement (21).