Brevet FR2492463A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne un conduit d'aspiration pour l'alimentation en air ou en mélange d'un cylindre d'un moteur à combustion interne à quatre temps, doté d'au moins une soupape d'admission. Les paramètres tels que la configuration des conduits d'aspiration et d'échappement, le dimensionnement des sections de passage des soupapes d'admission et d'échappement et le calage de la distribution, qui ont une influence sur le rendement volumétrique à pleine admission d'un moteur à quatre temps,sont généralement optimalisés pour un régime de rotation bien déterminé, d'autant plus élevé que la puissance spécifique du moteur est grande, de sorte que cela entratne une pénalisation plus ou moins importante du fonctionnement aux bas régimes. Si l'on considère notamment le calage de la distribution, dans le cas o celle-ci est fixe (comme dans la plupart des moteurs), l'adoption d'un angle de retard important dans la fermeture des soupapes d'admission sert à augmenter le remplissage des cylindres aux régimes élevés, soit par effets d'inertie, la flux de mélange continuant, par suite de sa vitesse très élevée, à entrer dans les cylindres m8me au début de la course de compression, soit par effets de résonance dans les conditions de fonctionnement pour lesquelles les oscillations de pression du courant de fluide sont en phase avec le mouvement des soupapes d'admission. Au-dessous de certains régimes de rotation, les effets d'inertie de la colonne de fluide entrant dans les cylindres diminuent par suite de la vitesse réduite de ce fluide, de sorte qu'au début de la course de compression une partie du mélange est refoulée vers les soupapes d'admission encore ouvertes, d'o il résulte une baisse du rendement volumétrique. De mime, un angle de "croisement" très important (ouverture simultanée des soupapes d'admission et d'échappe- ment) ne favorise l'évaeuation, hors des cylindres, des gaz br lés qu'à des régimes bien déterminés, tandis qu'à des régimes très voisins de ces derniers il se produit un re- roulement des gaz br lés, du conduit d'échappement vers les cylindres et mêmae vers le conduit d'aspiration, ce qui entraîne.une détérioration supplémentaire du taux de remplissage des cylindres. Pour limiter les pertes de remplissage des cylindres aux bas régimes.on pourrait avoir recours à une distribution à calage variable. Toutefois, pour réaliser une réduction aussi bien de ltavance à l'ouverture que du retard à la fermeture des soupapes d'admission on devrait avoir recours à des dispositifs plutôt complexes, et par conséquent co teux, et même, dans certains cas, peu fiables. On a par conséquent envisagé une solution qui ne comporte aucune intervention sur la distribution du moteur et qui permet d' annuler par un tout autre moyen les pertes de rendement volumétrique qui se produisent habituellement aux bas régimes dans les moteurs à combustion interne à quatre temps, en raison du calage fixe de la distribution. L'invention prévoit de munir le conduit d'aspira- tion de moyens aptes à empocher le reflux de mélange frais éventuellement refoulé hors du cylindre dans le conduit à la fin de la phase d'aspiration et pendant le "croisement". Selon la présente invention, le conduit d'aspira- tion alimentant un cylindre du moteur est doté de moyens constituant un dispositif à effet de clapet anti-retour disposés en série avec la soupape (ou les soupapes) d'admission habitelle, lesdits moyens à effet de clapet anti-retour étant aptes à permettre l'afflux de mélange ou d'air vers ledit cylindre, et étant aptes à empocher le flux inverse du mélange refoulé du cylindre, par le conduit d'aspiration, vers l'extérieur. Grâce à cette solution, le mélange frais qui aux bas régimes du moteur est refoulé, depuis le cylindre, dans le conduit d'aspiration, à la fin de la phase d'admission, cela en raison du retard à la fermeture de la soupape d'admission, est retenu dans ce même conduit par lesdits moyens qui,en l'absence d'une différence de pression suffisante pour commander leur ouverture, restent fermés. Il se produit ainsi dans le conduit, entre lesdits moyens ayant un effet de clapet anti-rebur et la soupape d'admission, une "stagnation" du mélange, cela avec une certaine surpression, de sorte que ce mélange est mis en condition de retourner dans le cylindre au cours de la phase d'admission suivante, en favorisant l'évacua- tion des gaz de la combustion et en améliorant le balayage du cylindre. Il en résulte un effet global d'augmentation du remplissage des cylindres aux bas régimes du moteur. Dans une forme de réalisation préférée, lesdits moyens à effet de clapet anti-retour sont faits d'une pluralité de lamelles élatiquement flexibles, en partie juxtaposées et en partie superposées, assujetties à un chRssis de support formé d'une pluralité de petits canaux, en partie juxtaposés et en partie superposés, disposés dans la direction du flux du mélange ou de l'air d'alimentation du moteur, lesdites lamelles étant fixées audit chissis et disposées elles aussi suivant la direction du flux, de manière à obstruer lesdits canaux lorsqu'elles sont en condition de repos. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présent invention peut tre mise en pratique. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un conduit d'aspiration d'un moteur à quatre temps à injection indirecte d'essence, doté de moyens constituant un dispositif à effet de clapet anti-retour, suivant la présente invention; La figure 2 est une vue partielle suivant la ligne de coupe II-II de la figure 1. Conformément à la figure 1, la référence indique la culasse d'un moteur à combustion interne, à quatre temps, dans laquelle ont été aménagées la chambre d'explosion 11, visible en partie, la portion terminale 12 du conduit d'apiration, ainsi que la cavité 13 pour le passsage du liquide de refroidissement. Sur la même figure sont également visibles la soupape d'admission 14, son siège 15 et le guide 16 de la tige de soupape. Le cylindre correspondant n'est pas représenté. A la culasse 10 est raccordée, par bridage, avec l'interposition d'un Joint 17, la portion intermédiaire 18 du conduit d'aspiration, dans laquelle sont disposés l'injecteur à essence 19 et le papillon de dosage de l'alimentation 20. Au conduit 18 est à son tour reliée la portion de conduit 21 qui sert de raccord entre la section circu- laire du conduit 18 et la section rectangulaire de la lumière 22 de sortie de la prise d'air 29 dans laquelle est inséré le filtre 23. A l'embouchure du raccord 21 est disposé un bloc de moyens constituant un dispositif à effet de clapet anti-retour, indiqués dans leur ensemble par la référence 24, ce bloc étant constitué par des modules superposes de séries (ici des triplets) 25' depetits canaux 25 (également visibles sur la figure 2) à fond eourbe, et par des triplets correspondants de lamelles flexibles 26 qui, au repos, s'appuient contre les bords de ces mêmes canaux en les obstruant. Les lamelles 26 sont encastrées, par une de leurs extrémités, entre les modules de canaux 25 et bloquées dans cette position par des tiges 27,dokées dx témités _iesdit%-canaux 2D eW filetées, et par des écrous 281,es is lamelles 26 étant disposés dans une direction parallèle au flux d'air entrant par la lumière 22. Lorsque le moteur fonctionne à pleine admission (papillon 20 ouvert), il y a, pendant la phase d'aspiration du cylinde alimenté à travers le conduit 12-18-21, création, de part et d'autre des moyens 24 à effet de clapet, d'une petite différence de pression qui provoque le soulèvement des lamelles 26 en permettant ainsi l'entrée de l'air d'alimentation qui, après s'être mélangé avec l'essence débitée par l'injeeteur 19, piiètre dans le cylindre via la section de passage libérée par l'ouverture de la soupape 14. Au terme de la phase d'aspiration du cylindre, la différence de pression entre les cotés amont et aval du dispositif 24 s'amenuise, et les lamelles 26 s'abaissent et referment ainsi les canaux 25. Si, dans cette condition, il se produit un reflux du mélange depuis le cylindre vers le conduit d'aspiration 12-18-21, les moyens 24 à effet de clapet anti-retour empochent la sortie de ce mélange vers le filtre 23. Dans le même temps, la surpression qui s'établit dans ce même conduit d'aspiration fait bstacle au reflux de mélange frais depuis le cylindre, de sorte que la quantité refoulée vers l'aspiration est minimale. Le mélange refoulé dans le conduit d'aspiration est aspiré une nouvelle fois dans le cylindre au début de la phase d'aspiration suivant et, grâce à l'état de surpression dans lequel il se trouve, contribue à l'expul- sion, hors du cylindre,des gaz brûlés, ce processus s'effectuant avee un bon effet de balayage méme au bas régimes de fonctionnement du moteur. Le bloc 24 pourrait aussi 8tre disposé dans un autre endroit du conduit d'aspiration 12-18-21, par exemple en aval du papillon de dosage 20. Si le moteur est du type à plusieurs cylindres, il est alors prévu, dans chaque conduit d'aspiration de chaque cylindre, ou dans un conduit commun à des cylindres espacés suivant l'ordre d'explosion, un dispositf analogue au bloc 24 de la figure 1. Pour la réalisation du bloc 24 de moyens à effet de clapet on utilise des lamelles 26 de dimensions réduites, de manière à augmenter leur fréquence et à miniMaliser leur course de soulèvement et la différence de pression nécessaire pour les soulever, afin d'augmenter leur perméabilité et leur rapidité de réponse. Toutefois, la largeur et l'ouverture maximales des lamelles 26 ne peuvent pas etre réduites au-delà de certaines limites, afin de ne pas réduire excessivement les sections d'entrée des canaux 25, et de ne pas conférer au rapport "pleins/vides" de la section de la lumière 22 une valeur défavorable du fait d'un châssis à mailles trop serrées, car ceci entratnerait des pertes de charge excessives au niveau du flux du mélange ou de l'air d'alimentation du moteur. REVENDICATIONS 1.- Conduit d'aspiration pour l'alimentation en mélange ou en air d'un cylindre d'un moteur à combustion interne & quatre temps, doté de la soupape (14) ou des soupapes d'admission habituelles, caraetérisé par le fait qu'il est doté de moyens (24) à effet de clapet anti-retour qui sont disposés en série avec k ou lesdites soupapes d'admission (14) et qui sont aptes à permettre l'afflux de mélange ou d'air vers ledit cylindre (11), et sent aptes à empeher le flux inverse du mélange refoulé du cylindre, par le conduit d'aspiration (12, 18, 21), vers l'extérieur. 2.- Conduit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens ( 24) à effet de clapet anti- retour sont faits d'une pluralité de lamelles (26) élas- tiquement flexibles, en partie juxtaposées et en partie superposées, assuJetties à un chbssis de support formé d'une pluralité ded PoU S(25), en partie Juxtaposéset en partie superposés,/dans la direction du flux du mélange ou de l'air d'alimentation du moteur, lesdites lamelles (26) étant fixées audit ehRssis et disposées elles aussi suivant la direction du flux, de manière k fermer lesdits canaux (25) lorsqu'elles sont au repos. 3.- Conduit d'aspiration selon la revendieation 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens (24) à effet de clapet anti-retour sont constitués par des modules superposés de séries (25')de'petits canaux (25) à fond courbe disposes dans la même direction que le flux du mélange ou de l'air d'alimentation du moteur, et par des séries de lamelles flexibles correspondantes (26) bloquées en'l'une de leurs extrémités entre les modules des petits canaux, de manière à s'appuyer; lorsqu'elles sont au repos, contre les bords desdits petits canaux (25) en les obstruant.