Brevet FR2493919A1 — publié le 19820514

La présente invention est relative à un moteur à combustion interne-équipé d'un conduit d'admission se- condaire destiné à engendrer dans la chambre de combustion un tourbillon (c'est-à-dire un écoulement en vortex) des gaz d'admission. Ces derniers temps, on a demandé aux moteurs à combustion interne pour véhicules automobiles non seu-- lement de purifier les gaz d'échappement, mais également d'améliorer la consommation en combustible. Pour ceci, on utilise fréquemment un recyclage des gaz d'échappement et une combustion pauvre. Pour éviter les fluctuations de la combustion et les défauts d'allumage tout en satisfai- sant à la fois aux impératifs du recyclage des gaz d'échap- pement et de la combustion pauvre, il est connu d'accrol- tre la vitesse de combustion. Afin d'augmenter cette vitesse de combustion, on a récemment proposé divers dispositifs d'admission dans lesquels un conduit d'admission secondaire est prévu séparément du conduit d'admission principal et est réali- sé de manière à injecter un gaz dans la chambre de combus- tion afin d'y engendrer un tourbillon des gaz d'admission. Cependant, les dispositifs d'admission pourvus d'un tel conduit d'admission secondaire sont encore en cours de mise au point. L'invention a par conséquent pour but de four- nir un moteur à combustion interne du type dans lequel chaque cylindre du moteur comporte plusieurs soupapes, d'ad- mission de façon à augmenter le rendement de l'admission. Les moteurs suivant l'invention oDnrortent plusieurs con- duits d'admission (qui correspondent aux conduits d'admis- sion principaux de la présente invention) qui partent d'un dispositif d'alimentation en combustible et sont ou- verts indépendamment pour chaque cylindre. Le moteur à combustion interne est caractérisé par le fait que le nombre de conduits d'admission secondaires et les directions dans lesquelles sont orientés leurs orifices de sortie sont conçus de manière à pouvoir assurer une combustion suffisamment améliorée. L'invention a également pour but de fournir un moteur à combustion interne dans lequel les conduits d'admission principaux et secondaires peuvent être ou- verts ou fermés au moyen d'une soupape d'admission iden- tiqué en faisant déboucher les conduits d'admission se- condaires immédiatement en amont des soupapoe d'admission destinées à ouvrir ou fermer les conduits d'admission principaux. L'invention a encore pour but de fournir un moteur à combustion interne dans lequel un mélange air- combustible à injecter dans la chambre de combustion par le conduit d'admission principal disposé en aval par rapport au tourbillon d'admission est plus efficacement orienté dans la direction circonférentielle de la cham- bre de combustion en orientant l'orifice de sortie du conduit d'admission secondaire situé en amont par rap- port au tourbillon d'admission vers la partie ouverte d'un tel conduit d'admission principal situé en aval par rapport au tourbillon d'admission. Un autre but de l'invention est de fournir un moteur à combustion interne dans lequel le tourbillon des gaz d'admission est engendré de manière plus effïca- ce en orientant l'orifice de sortie du conduit d'admis- sion secondaire situé en amont par rapport au tourbillon d'admission vers. l'orifice de sortie du conduit d'admis- sion secondaire situé en aval par rapport au tourbillon d'admission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels; La Fig. 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation; et La Fig. 2 est une vue de la culasse prise suivant la ligne II-II de la Fig, 1. On a représenté f la Fig. 1 un moteur à com- bustion interne suivant l'invention qui comprend un cy- lindre 1, une culasse 2 et un piston 3. La partie du mo- teur qui est représentée possède une chambre de combus- tion unique 4 dans laquelle débouchent indépendamment-deux conduits d'admission principaux 5, 5', comme représenté à..la Fig. 2. Comme représenté à la Fig. 1, chacun des conduits d'admission principaux 5, 5' est réalisé sous la forme d'un conduit en plusieurs parties successives qui mène d'un orifice d'admission 6 formé dans la culas- se 2 à un filtre à. air 9 par l'intermédiaire d'un col- lecteur d'admission 7 et d'un carburateur à double corps 8 servant de dispositif d'alimentation en combus- tible. Les parties des deux orifices d'admission 6, 6' qui. débouchent dans. la chambre de combustion sont juxtaposées, de la manière représentée à la Fig. 2. L'extrémité de sortie de chaque orifice d'admission 6, 6', c'est-a-dixe leur extrémité qui dé- bouche dans la chambre de combustion 4, est équipée d'une soupape d'admission telle que la soupape OriO', au moyen de laquelle l'orifice d'admission 6, 6r est ouverte ou fermé. D'autre part, dans la chambre de combustion unique 4 débouchent deux orifices d'échappement 11,11' qui sont formés dans la culasse 2 et qui sont ouverts ou fermés par deux soupapes d'échappement 12,12' res- pectivement. Les soupapes 10 et 12 sont ouvertes ou fermées par l'action d'un mécanisme de commande consti- tué de ressorts de rappel 13 et 14, de cames 16 et 17 entrainées par un arbre à cames 15, et de culbuteurs 18 et 19 etc., de façon à s'appliquer sur leurs sièges res- pectifs 20 et 21 lorsqu'elles sont fermées. Les deux orifices d'admission 6,6' et les deux orifices d'échappement 11, 11' de la chambre de combustion unique 4 précitée sont, dans le mode de réalisation repré- senté, d'un type transversal. dans lequel les deux orifi- ces d'admission 6,6' sont juxtaposés l'un à. l'autre le long d'une première face d'extrémit latérale2a de la cu- lasse 2, tandis que les deux orifices d'échappement 11,11' sont juxtaposées l'un à l'autre le long de l'autre face d'extrémité latérale 2b de la même culasse 2. De plus, une bougie d'allumage 23 est prévue au centre de la cham- bre de combustion 4. Un conduit d'admission secondaire 22 ayant une section efficace inférieure à celle des conduits d'admis- sion principaux 5,5' est prévu pour chaque conduit d'ad- mission principal 5,5' ( c'èst-a-dire pour chaque orifice d'admission 6, 6'), c'est-à-dire en nombre égal au nombre des conduits d'admission principaux 5,5' de la chambre de combustion unique 4. Dans le mode de réalisation re- présenté, chacun des conduits d'admission secondaires tel que le conduit 22 est constitué d'un tuyau 22a for-- mant buse d'injection qui.,est emmanché à. la presse dans la culasse 2; d'un tironçon de conduit 22b qui est formx dans le collecteur d'admission 7; et d'un conduit 22c qui est formé dans le corps 8a du carburateur 8. Le conduit 22c est divisé de manière à former deux extrémités d'entrée 22d et 22e qui débouchent dans le passage d'écoulement principal 8b du carburateur 8. Les deux extrémités d'en- trée 22d et 22e sont espacées dans le sens d'écoulement du conduit 8b. Plus précisément, l'extrémité d'entrée amont 22d débouche entre le venturi principal 8c et le papillon des gaz principal 8d du carburateur 8, tandis que l'extrémité d'entrée aval 22e débouche en un empla- cement tel qu'elle est ouverte ou fermée par le papillon des gaz principal 8d et qu'elle est fermée par ce papillon 8d lorsqu'il se trouve en position de fermeture (c'est-à- dire de ralenti); D'autre part, chaque tuyau 22a formant buse d'injection, qui constitue. la partie d'extrémité de sortie de chaque conduit d'admission secondaire, voit le diamètre de son extrémité d'entrée réduit pour consti- tuer une partie formant buse qui débouche immédiatement en amont de la vanne d'admission correspondante 10. De plus, ce tuyau 22a est dirigé vers la chambre de combus-. tion 4 de manière qu'un tourbillon des gaz d'échappement tournant autour de l'axe du cylindre 1 puisse être engendré dans la chambre de combustion 4. Les tuyaux 22a prévus pour la chambre de combustion unique 4 sont orientés l'un par rapport à l'autre de manière à. engendrer dans la cham- bre de combustion 4 des tourbillons de gaz d'admission orientés dans le même sens et tournant autour de l'axe du cylindre 1. Cependant, ces deux tuyaux sont orientés suivant des directions différentes l'un de l'autre, comme indiqué par les flèches distincts A et B de la Fig. 2. Plus précisément, parmi ces deux tuyaux 22a et 22'a for-- mant buse d'injection, le tuyau 22a qui est situé en amont par rapport au tourbillon d'admission est dirigé vers les parties ouvertes d'une part du tuyau 22'a qui est situé en aval par rapport au tuyau 22a amont, et d'autre part de l'orifice d'admission 6'qui.est situé en aval du tuyau aval, et est dirigé vers la chambre de combustion 4. Les deux tuyaux 22a, 22'a ainsi prévus pour la chambre de combustion unique 4 peuvent être modifiés de manière à se réunir. mi-chemin pour communiquer avec le conduit 22b, ou de façon à se réunir avec les tuyaux 22a,22'a qui sont prévus pour la chambre de combustion d'un autre cylindre, pour communiquer avec le conduit 22b. En bref, la réalisation de la partie amont des conduits d'admission secondaires22 peut être modifiée de façon appropriée en fonction du nombre de carburateurs,de l'existence du oellecteurd'admission, etc. Bien entendu, on peut également choisir de façon appropriée les. empla-. cements ou débouchent les extrémités d'entrée des con- duit d'admission s.econdaires22, 22' ainsi que le nombre de ces extrémités d'entrée. Les gaz d'échappement sont recyclés, àDpartir des conduits d'échappement, par l'intermédiaire d'une ou plusieurs soupapes de recyclage des gaz d'échappement (non représentées),jus:qu'auxconduits principaux d'adm mission 5 ou jusqu'aux conduits d'admission secondaires 22. Cependant, le ou les conduits de recyclage des gaz d'échappement ainsi que la ou les soupapes de recyclage des gaz d'échappement peuvent être réalisées de façon classique, et par conséquent, ils n'ont pas été repré- senté sur les dessins. Dans le moteur à combustion interne suivant l'invention, pendant la course d'admission, au cours de laquelle les soupapes d'admission 10,10' sont ouver- tes, la chambre de combustion 4 reçoit un mélange air- combustible des conduits d'admission principaux 5,5', tandis que du gaz est aspiré et injecté dans la chambre de combustion 4 par les. conduits d'admission secondaires 22,22'. Sous l'effet de l'injection de gaz par ces con-" duits d'admission secondaires 22,22', le mélange aspiré dans la chambre de combustion 4 est mis en mouvement tourbillonnant tournant autour de l'axe du cylindre 1, ce qui augmente la vitesse de combustion. Suivant l'invention, étant donné que les orientations des deux tuyaux 22a, 22'a formant buses d'injection prévus pour la chambre de combustion unique 4 diffèrent l'une de l'autre, on peut obtenir sans dif- ficulté une amélioration de l'homogénéisation du mélange par l'effet d'agitation ou la création d'un tourbillon intense sur à peu près toute l'étendue, dans la direction radiale,- du cylindre 1 oe qui contribue de façon remarquable à l'amé- lioration de la combustion. Il est à noter que l'on peut prévoir pour la chambre de combustion unique 4 trois ou plus de trois ori- fices d'admission tels que les orifices 6, 6' et un, trois ou plus de trois orifices d'échappement. Bien que, dans le mode de réalisation qui a été décrit jusqu'à. présent, les conduits d'admission secondai- res 22,22' débouchent immédiatement en amont des soupapes d'admission 10, 10', l'invention ne doit pas être limitée à une telle construction, mais peut être modifiée de fa- çon que les conduits d'admission secondaires débouchent directement dans la chambre de combustion 4 et que soit les parties de ces conduits d'admission secondaires dé- bouchant dans la chambre de combustion 4, soit leurs par- ties adjacentes, soient ouvertes ou fermées au moyen:de soupapes qui sont différentes des soupapes d'admission 10. De plus, bien que l'extrémité d'entrée 22d de chaque conduit d'admission secondaire 22 débouche: entre le pa- pillon des gaz principal 8d et le venturi principal 8c, elle peut déboucher soit en amont du venturi principal 8c, soit dans le filtre à air 9. Bien que le mode de réalisation précédent con- cerne un exemple dans lequel l'invention est appliquée à un moteur à plusieurs cylindres, l'invention peut éga- lement être appliquée à un moteur à un seul cylindre. Comme il résulte de la description précédente, suivant l'invention, puisque la combustion peut être re- marquablement améliorée, la purification des gaz d'échap- pement du moteur et l'économie de combustible peuvent être obtenues dans un moteur de grande puissance dans le- quel une chambre de combustion unique est équipée de plu- sieurs soupapes d'admission. De plus, étant donné que les conduits d'admis- sion secondaires débouchent immédiatement en amont des soupapes d'admission destinées à ouvrir ou à fermer les conduits d'admission principaux, suivant l'invention, les opérations d'ouverture ou de fermeture des conduits d'ad- mission principal et secondaire peuvent être effectuées par une même soupape d'admission. De plus, suivant l'invention, étant donné que l'orifice de sortie du conduit d'admission secondaire si- tué en amont par rapport au tourbillon d'admission est orienté vers la partie débouchant dans la chambre de combus- tion d'un conduit d'admission principal situé en aval par rapport au tourbillon d'admission, le mélange à injecter dans la chambre de combustion par le conduit d'admission 1 principal situé en aval par rapport au tourbillon d'admis- sion peut être plus efficacement orienté dans la direction circonférentielle de la chambre de combustion. De plus, suivant l'invention, étant donné que l'orifice de sortie du conduit d'admission secondaire qui est situé en amont par rapport au tourbillon d'admission est orienté vers l'orifice de sortie du conduit d'admis- sion secondaire qui est situé en aval par rapport au tour- billon d'admission, le tourbillon d'admission peut être engendré de façon plus efficace. 2,493919 - REVENDICATIONS - 1. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: plusieurs conduits d'admission principaux (5,5') qui débouchent indépendamment dans une chambre de combustion unique(4), qui sont reliés res- pectivement à un dispositif(8]d'alimentation en combus- tible et qui sont adaptés pour être ouverts ou fermés par des soupapes d'admission respectives (10,10') indé- pendantes; et au moins un conduit d'admission secondai- re (22,22') prévu séparément des conduits d'admission principaux et dont l'orifice de sortie (22a,22'a) est orienté vers la chambre de combustion de manière à y engendrer pendant la course d'admission un tourbillon de gaz d'admission orienté dans une direction circonfé- rentielle unique. 2. Moteur à combustion interne suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'admis- sion secondaire (22,22') débouche dans l'un au moins des conduits d'admission principaux (5,5') en un emplacement situé immédiatement en amont de la soupape d'admission correspondante (10,10'). 3. Moteur à combustion interne suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu plu- sieurs conduits d'admission secondaires(22,22'). 4. Moteur à combustion interne suivant la re- vendication 3, caractérisé en ce que le nombre de conduits d'admission secondaires(22,22') est identique au nombre de conduitsd'admission principaux (5,5'),en ce que les parties des conduits d'admission principaux qui débou- chentdans la chambre de combustion (4) sont juxtaposées les unes aux autres et sont disposées de manière à être respectivement ouvertesou ferméespar les soupapes d'ad- mission correspondantes (10,10'), et en ce que les con- duits d'admission secondaires (.22,22') débouchent res- pectivement immédiatement en amont des soupapes d'admis- sion des conduits d'admission principaux correspondants. 5. Moteur à combustion interne suivant la re- vendication 4, caractérisé en ce que la partie de sortie (22a) du conduit d'admission secondaire (22) situé en amont par rapport au tourbillon d'admission est orientée vers la partie d'extrémité aval du conduit d'admission principal (5') qui est situé en aval par rapport au tour- billon d'admission,et vers la chambre de combustion (4). 6. Moteur à combustion interne suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la par- tie de sortie (22a) du conduit d'admission secondaire (22) situé en amont par rapport au tourbillon d'admis- sionest orienté vers la partie de sortie du conduit d'ad-- mission secondaire (22'a) et qui est situé en aval par rapport au tourbillon d'admission. 7. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: une chambre de combustion (4) délimitée par une culasse (2), un cylindre (1) fixé à la culasse et un piston (3) monté dans le cylindre et adap- té pour effectuer à la fois des coursesde compression et des coursesd'admission; et un carburateur (8) adap- té pour mélanger du combustible avec de l'air pour pro- duire un mélange air-combustible, et adapté pour fournir ce mélange aircombustible à la chambre de combustion au moyen d'un conduit d'admission principal (5,5'); ce moteur étant caractérisé en ce que le conduit d'admis- sion principal se termine par deux soupapes d'admission (10,10') qui débouchent toutes deux dans la chambre de combustion; en ce que le conduit d'admission principal est pourvu de deux conduits d'admission secondaires (22, 22'); en ce que le premier conduit d'admission secon- daire (22) se termine par une buse (22a) orientée vers la chambre de combustion suivant une direction tangen- tielle par rapport à l'axe du cylindre (1); et en ce que le second conduit d'admission secondaire (22') se termine également par une buse (22'a) orientée vers la chambre de combustion, également suivant une direction tangentielle à l'axe du cylindre, de sorte que les gaz aspirés à travers les buses des deux conduits d'admis- sion secondaires coopèrent ensemble pour produire un tourbillon de gaz dans la chambre de combustion,lequel tourbillon a pour effet d'augmenter de façon importante la vitesse de combustion des gaz combustibles dans la chambre de combustion.