Brevet FR2500060A1 — publié le 19820820

La présente invention concerne un moteur à co!-bustion interne suralimenté,avec admission d'air non régulée. Les moteurs suralimentés mettent en oeuvre un turbocompresseur dont la turbine > actionnée par les gaz d'échappement du moteur, en-traîne mécaniquement le compresseur. Ce denier délivre de l'air sous pression pour alimenter le moteur. La pression à l'entrée du moteur et, par conséquent, la quantité d'air admise par cycle,est une fonction croissante de la vitesse de rotation ou régime N du moteur, en l'absence de régulation. Il en est alors de même pour le couple moteur. Or, pour un moteur équipant un véhicule, on souhaite obtenir un couple sensiblement constant dans une gamme de régimes du moteur aussi étendue que possible. Dans la pratique, on utilise un turbo-compresseur cl- culé pour qu'à un faible régime No du moteur, la pression, à l'entrée du moteur, et donc la quantité d'air admise par cycle, soit suffisante pour obtenir la valeur désirée du couple-moteur. Le turbine ainsi déterminée s'avère surpuissante pour les régimes du moteur supérieurs à No. Cette surpuissance est compensée par une régulation du régime de fonctionnement du turbo-compresseur qui consiste, pour les régimes élevés du moteur, à dériver une fraction plus ou moins grande des gaz d'échappement alimentant ia turbine du turbo-compresseur. De cette façon, le régime de fonctionnement de l'ensemble turbo-compresseur est maintenu sensiblement constant et la pression, ou la quantité d'air alimentant le moteur ne varie pratiquement pas. Le couple moteur est alors sensiblement constant pour tous les régimes du moteur supérieurs à No. Les dispositifs de régulation utilisés sont le plus souvent connus sous le terme anglo-saxon de "waste gate". ils se composent essentiellement d'un conduit de dérivation reliant l'entrée à la sortie de la turbine > d'un clapet d'obturation de ce conduit t d'un organe de commande actionnant Je le clapet, par exemple en fonction de la pression d'air délivrée par le compresseur. Ces dispositifs de régulation peuvent tomber en panne et, de toute fanon, nécessitent une tubulure spéciale de fabrication plus compliquée au niveau du carter du turbo-compresseur, ce qui représente un coût non négligeable et augmente le prix d'un moteur. Le but de la présente invention illustrée par la figure jointe est donc de permettre une suppression de ces dispositifs. On a découvert, selon l'invention, que pour un moteur suralimenté par turbo-compresseur 1 utilisant des techriques d'injection du combustible, il est possible de supprimer les dispositifs de régulation de l'admission d'air, c'est-à-dire d'actionner le turbo-compresseur 1 par la totalité des gaz d'échappement, en choisissant une section maximale d'admise sion Sa de l'air dans chaque cylindre 2 inférieure à la section maximale d'échappement Se des gaz brûlés de ce cylindre. Plus précisément, on a observé un bon fonctionnement du moteur considéré pour un rapport de la section maximale d'échappement Se à la section maximale d'admission Sa tel que 1 Sa et, de préférence : 1,25 Sa les sections maximales d'admission et d'échappement étant les sections offertes au passage des gaz lorsque les soupapes d'admission et d'échappement sont les plus éloignées de leurs sièges respectifs comme cela est représenté sur la figure jointe qui représente sur la partie gauche la-soupape d'admission 3 en position d'ouverture maximale et sur la partie droite la soupape d'échappement 4 en position d'ouverture maximale respectivement. Ainsi, le moteur considére pourra être équipé d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement dont les diamètres sont tels que la relation indiquée plus haut est vérifiée. Selon une variante de réalisation, chaque cylindre du moteur pourra être associé à une soupape d'admission offrant au passage de l'air une section maximale Sa et, au moins deux soupapes d'échappement offrant simultanément aux gaz brûlés une section maximale totale d'échappement Se telle que définie ci-dessus. Des mesures ont été effectuées sur des moteurs suralimentés fonctionnant à pleine charge à 1 333rd/s avec une injection dans chaque cylindre de 0,0256 gramme de carburant par cycle, ces moteurs ayant les caractéristiques suivantes moteur nO 1 pourvu d'une régulation d'air du type waste gate offrant une section efficace maximale de 0,3 cm2, de deux soupapes d'admission de 30 mm de diamètre et de deux soupapes d'échappement de 28 mm de diamètre moteur n" 2 sans régulation d'air et pourvu d'une seule soupape d'admission de 30 mm de diamètre et de deux soupapes d'échappement de 28 mm de diamètre. Les résultats des mesures sont indiqués dans le ta bleau ci-dessous MOTEUR N 1 MOTEUR N 2 débit d'air total en g/s 103 103 : pression moyenne d'admission en . k Pa @ 183 210 : pression moyenne d'échappement en k Pa 205 221 : consommation spécifique effective : . de carburant en g/kW h 221 228 puissance en kW 55,6 54,0 REVENDICATIONS 1. - Moteur à combustion interne suralimenté par un ensemble turbo-compresseur actionné par les gaz d'échappement et pourvu de moyens d'injection du carburant, les gaz étant admis dans chaque cylindre du moteur et évacués de celui-ci à travers les sièges d'au moins une soupape d'admission et d'au moins une soupape d'échappement respectivement, carac tersé en ce que le turbo-compresseur est actionné par le débit total des gaz d'échappement et en ce que pour chaque cylindre du moteur la section maximale (Sa) d'admission de l'air délivré par le turbo-compresseur est inférieure à la section maximale (Se) d'échapper,ent des gaz brûlés, les sections maximales d'admission et d'échappement des gaz étant les sections offertes au passage des gaz lorsque les soupapes d'admission et d'échappement respectivement sont les plus éloignées de leurs siège. 2. - Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur du rapport de la section maximale(Se)d'échappement à la section maximale(Sa)d'admission est compris entre 1 et 4. 3. - Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur du rapport de la section maximale(SeBd'échappement à la section maximale d'admission(Sa)est compris entre 1,25 et 2,5. 4. - Moteur selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque cylindre est pourvu d'un même nombre de soupapes d'admission et d'échappement. 5. - Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour chaque cylindre le nombre de soupapes d'échap pement est supérieur d'au moins une unité au nombre de soupapes d'admission.