Brevet FR2519076A1 — publié le 19830701

La présente invention concerne des systèmes d'ad- mission servant à délivrer le mélange air-carburant à des moteurs à deux temps à combustion interne et à compression dans le carter, et en particulier a trait à de tels systè- mes possédant un seul corps de carburateur pour chaque cy- lindre. Les moteurs usuels de grande taille à deux temps à compression dans le carter, utilisent en général des soupapes à anches montées sur le carter de manière à ser- vir de soupapes d'admission dans le carter Afin de réaliser une aspiration convenable et afin d'obtenir une puissance spécifique de sortie élevée dans de tels moteurs, il est en général souhaitable de prévoir un seul corps de carburateur pour envoyer le mélange air- carburant à chaque élément du carter et au cylindre correspondant du moteur Cependant, dans de tels dispositifs, les soupapes à anches d'admis- sion ne sont ouvertes que pendant environ 40 pour-cent du temps Il en résulte que l'écoulement dans le passage d' admission qui s'étend à travers le carburateur jusqu'aux soupapes à anches d'admission est fortement instable et est caractérisé par la présence d'ondes de pression résul- tant de l'ouverture et de la fermeture des soupapes à an- ches Ainsi un passage d'admission mal conçu peut être la cause de diagrammes d'écoulement inefficaceset dans certains cas provoquer des retours de flamme du mélange air-carburant en dehors de l'admission dans le carburateur. Dans les moteurs modernes possédant une puissan- ce de sortie élevée, l'ensemble à soupapes à anches utili- se de façon typique un bloc à lames ou anches du type en V, tel que ceux représentés dans les brevets déposés aux Etats Unis d'Amérique sous les N O 3 269 374 et 4 244 332. Bien que cet agencement soit généralement efficace pour envoyer un débit élevé au moteur sans produire de retours de flamme à travers le carburateur, il est nécessaire de prévoir un passage d'admission relativement long. Tout un ensemble d'autres dispositifs ont été uti- lisés, y compris une plaque plane portant plusieurs lames montée sur le carter du moteur, ladite plaque étant perpen- diculaire au passage d'admission émanant du carburateur. Certains moteurs plus petits utilisant un corps de carbu- rateur pour charger deux cylindres utilisaient une plaque portant plusieurs soupapes à anches disposées selon une configuration circulaire sur l'élément de carter de cha- que cylindre Cet agencement c'est avéré efficace, appa- ramment en raison de l'écoulement essentiellement continu traversant le carburateur, qui est dû à l'alimentation de deux cylindres à partir du même corps de carburateur D'au- tres constructeurs ont trouvé nécessaires de fixer une cham- bre à résonance à la cavité contenant les anches afin d'at- ténuer les pulsations qui peuvent réduire l'écoulement du mélange pénétrant dans le moteur. La présente invention fournit un moteur à deux temps, à compression dans le carter, possédant un vilebre- quin, un carter entourant le vilebrequin et un passage d' admission pour l'envoi du mélange air-carburant au carter. Des dispositifs de soupapes à anches montés dans le passa- ge d'admission ocaportent un organe formant siège de soupape possédant une pluralité d'orifices de soupape-disposés se- lon une configuration circulaire en étant équidistants de l'axe du passage d'admission, et une pluralité d'organes formant soupapes à anches dont chacun ferme normalement l'un des orifices de soupape et ouvre ledit orifice en réponse à une basse pression à l'intérieur du carter en vue d'admettre le mélange air-carburant à l'intérieur de ce der- nier Un corps modifiant l'écoulement,monte dans le pas- sage d'admission en un point situé immédiatement en amont du dispositif à soupapes à anches, s'est avéré extrêmement efficace pour délivrer un écoulement efficient au carter tout en empêchant des retours de flammes à travers le car- burateur, sur toute la gamme des vitesses du moteur Avec ce dispositif à soupape à anches monté sur le carter du moteur, il est possible de donner au système d'admission une longueur inférieure à celle de systèmes comparables utilisant un bloc à lames du type en V. La présente invention permet également de donner une forme à symétrie axiale au passage d'admission et au corps modifiant l'écoulement,ce qui permet d'obtenir des écoulements identiques à travers les différents orifices de soupapes à anches et des contraintes identiques sur les différents organes formant soupapes à anches. Dans la forme de réalisation préférée, le passa- ge d'admission possède un diamètre dont la valeur augmente au fur et à mesure qu'on se rapproche de la plaque portant les anches, comme c'est le cas pour le corps modifiant 1 ' écoulement Ce dernier peut être aisément coulé d'un seul tenant avec l'organe formant siège de soupape L'invention fournit par conséquent un système d'admission compact et extrêmement efficace, qui est d'une fabrication aisée. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation en coupe partielle d'un moteur comportant le système d'admission se- lon l'invention; la figure 2 est une vue en élévation montant l'ex- trémité du carter du moteur de la figure 1 et dams laquelle des parties du collecteur d'admission ont été retirées; la figure 3 est une vue intérieure de l'un des éléments coulés du système d'admission; la figure 4 est une vue intérieure de l'un des blocs formant soupapes à anches. la figure 5 est une vue en coupe à plus grande échelle montrant le dispositif à soupapes à anches et la pièce coulée du système d'admission; et la figure 6 représente une vue explosée de l'en- semble formant soupape à anches. Ci-après on va décrire le meilleur mode de mise en oeuvre de la présente invention En se référant aux des- sins, on voit que la figure 1 montre une vue en élévation en coupe partielle d'un moteur à trois cylindres 10 conte- nant le système d'admission selon l'invention, et destiné en particulier àHêtre utilisé dans un moteur hors-bord. Comme cela est classique dans les moteurs hors-bord, le vilebrequin 11 est monté de façon à pouvoir tourner autour d'un axe en général vertical Un piston-12 est monté de ma- nière à pouvoir avoir un déplacement de va-et-vient à l'in- térieur de chaque cylindre 13 du moteur et est raccordé par une bielle 14 au vilebrequin 11 Un compartiment individuel du carter est prévu pour chacun des trois cylindres 13, lesdits compartiments étant séparés les uns des autres par les paliers 16 du vilebrequin. Les compartiments 15 du vilebrequin sont soumis à une compression et à une détente lorsque les pistons 12 effectuent leur mouvement de va-et- vient afin de réaliser une action de pompage Le mélange air-carburant est envoyé à chacun des compartiments 15 du carter par trois carbura- teurs 17 à simple corps montés sur le carter conformément à la présente invention, chaque corps 18 de carburateur alimentant l'un des compartiments 15 dudit carter par 1 ' intermédiaire d'un dispositif formant soupape à anches 19 monté dans le passage d'admission Un silencieux 21 classi- que d'admission de l'air est prévu au niveau des admissions dans le carburateur Le mélange air-carburant est introduit dans les compartiments 15 du carter lors de la course ascen- dante du piston et est comprimé et refoulé à force dans les cylindres 13 par l'intermédiaire d'un système de chargement en boucle, non représenté, lors de la course descendante du piston Le mélange air-carburant est alors comprimé dans le cylindre 13, est allumé par les bougies 22, est dé- tendu lors de la course motrice du piston et est évacué par 19076 l'intermédiaire d'orifices de sortie, non représentés, de ma- nière à réaliser un cycle classique à deux temps. Le système d'admission du moteur comporte les trois carburateurs 17 comportant chacun un simple corps 18 muni d'un venturi et possédant une section transversa- le circulaire Les carburateurs 17 servent à doser un mé- lange de carburant et d'air afin d'obtenir le rapport dé- siré air-carburant, d'une manière classique L'écoulement du mélange air-carburant aboutissant au moteur 10 est com- mandé au moyen de vannes papillon classiques 23 montées dans les corps des carburateurs en aval des venturis. Les carburateurs 17 sont portés chacun, sur le carter du moteur, par une pièce coulée d'admission 24 La pièce d'admission 24 comporte un passage à symétrie axiale aligné avec l'axe du corps 18 du carburateur et dont le dia- mètre s'élargit à partir du diamètre du corps du carbura- teur jusqu'à un diamètre nettement supérieur au niveau de son extrémité de sortie de manière à coïncider avec le dia- mètre de l'orifice 25 d'admission dans le carter. Un organe formant siège de soupape 26, monté en- tre la pièce d'admission 24 et le carter 27, garantit un écoulement unidirectionnel dans le carter à partir du pas- sage d'admission L'organe formant siège de soupape 26 com- porte une couronne de neuf orifices de soupape circulaires 28, dont les bords extérieurs sont alignés avec le bord de l'admission circulaire aboutissant dans le carter 27 Afin d'empêcher l'accumulation de liquides dans la partie la plus basse du passage d'admission, l'un des orifices de sou- pape 28 est disposé au point le plus bas de l'admission 25 débouchant dans le carter. Trois organes formant soupapesà anche 29, conte- nant chacun trois organes en forme de pétales 30, sont mon- tés à l'intérieur des organes formant siègesde soupape 26 afin de fermer les orifices de soupape 28 et d'ouvrir ces derniers en réponse à une basse pression présente à l'inté- rieur du compartiment 15 du carter Comme cela est plus clairement représenté sur la figure 6, des tétons d'ali- gnement 31, emboutis à l'intérieur de l'organe formant formant siège de soupape 26, s'adaptent dans des trous 32 mé- nagés dans les organes formant soupapes 29 afin de mainte- nir ces derniers alignés avec les orifices de soupape 28. Un organe circulaire 33 de serrage, possédant des trous correspondant aux tétons d'alignement 34, s'adaptent par- dessus des anches afin de bloquer en position les organes formant soupapesà anche 29 Un arrêtoir 35 s'adapte sur l'organe de blocage 33 et comporte une languette 36 rabat- tue vers le bas pour s'engager dans une fente 37 située dans l'organe de blocage 33, et une autre languette 38 ra- battue vers le haut après le montage de manière à bloquer la vis d'assemblage 39 contre toute rotation Etant donné que les organes 30 en forme de pétales de la soupape sont disposés symétriquement dans le système d'admission, ces organes seront soumis en général à des contraintes identi- ques pendant leur fonctionnement - Un corps 40 évasé de forme conique servant à modi- fier l'écoulement est ménagé sur l'organe formant siège de soupape et fait saillie vers l'avant à l'intérieur du pas- sage d'admission Simultanément, le corps servant à modi- fier l'écoulement et l'organe d'admission définissent un passage pour l'écoulement, possédant une surface en sec- tion transversale qui augmente au fur et à mesure qu'on se rapproche de l'orifice de soupape Comme cela est claire- ment représenté sur les figures 2 et 5, les orifices de soupape 28 possèdent une surface d'entrée 41 s'adaptant au contour du corps servant à modifier l'écoulement afin de fournir un écoulement relativement uniforme en direc- tion des orifices de soupape On a testé un moteur construit comme décrit ci- dessus, mais ne caoportant pas de corps servant à modifier l'écoulement formé sur les organes formant siègesde soupape. Bien que la performance du moteur au ralenti et aux faibles vitesses ait été qualitativement meilleure que celle de mo- teurs utilisant un bloc à lames du type en V, on a observé des retours de flamme importants, à travers le carburateur, dans les gammes des vitesses supérieures Le retour de flam- me fut observé sous la forme d'un nuage visible de mélange air-carburant à l'extérieur des entrées dans le carburateur et a entraîné une réduction mesurable de la puissance ain- si qu'un accroissement de la consommation de carburant. De façon surprenante,lorsque les corps servant à modifier l'écoulement furent montés> sur les organes for- aant siègesde soupape, la puissance s'en trouva accrue et la consommation d'énergie fut réduite dans la gamme des vitesses supérieures, sans aucune altération du rende- ment aux faibles vitesses En outre il ne se présenta aucun signe de retour de flamme au niveau des entrées dans le'car- burateur La présente invention fournit par conséquent un système d'admission apte à présenter un rendement élevé dans toute la gamme de fonctionnement du moteur et qui est compact et d'une fabrication aisée. Le dispositif qui vient d'être décrit présente en outre les caractéristiques suivantes: le diamètre du corps ( 40) augmente suivant la di- rection d'écoulement, le corps ( 40) est monté sur ledit organe formant siège de soupape ( 26), les orifices de soupape sont de forme générale cir- culaire, les organes formant soupapes à anches sont fixés audit organe formant siège de soupape ( 26) sur leurs extrémi- tés, dirigées radialement vers l'intérieur, les organes formant soupapes à anche possèdent une partie recouvrant lesdits orifices ( 28), les organes formant soupapes possèdent des sections ayant une surface réduite, sur leurs extrémités radiales tour- nées vers l'intérieur afin que leur rigidité soit réduite, les orifices de soupape ( 28) sont tous situés dans un seul plan perpendiculaire à l'axe dudit passage d'admis- sion. REVENDICATIONS 1 Moteur à deux temps à compression dans le carter, carac- térisé en ce qu'il comporte A) un vilebrequin ( 11) B) un carter ( 27) entourant ledit vilebrequin C) un passage d'admission servant à envoyer le mélange air- carburant au carter ( 27); D) un dispositif à soupapes à anches monté dans ledit pas- sage d'admission et incluant un organe formant siège de soupape ( 26) comportant plusieurs orifices de soupape ( 28) disposés se- lon une configuration circulaire dans leur ensemble et équidistants de l'axe du passage d'admission, et une pluralité d'organes for- mant soupapes à anches, fermant chacun normalement l'un des- dits orifices de soupape ( 28) et ouvrant un tel orifice de soupa- pe en réponse à une basse pression à l'intérieur du carter ( 27) de manière à admettre un mélange air-carburant dans ce dernier; et E) un corps ( 40) servant à modifier l'écoulement monté dans ledit passage d'admission, directement en amont dudit dispositif à soupapes à anches. 2 Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes à anches est monté sur le carter ( 27). 3 Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage d'admission possède une symétrie axiale 4 Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le passage d'admission comporte un diamètre augmentant au fur et à mesure qu'on se rapproche du dispositif à soupapes à anches. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit corps ( 40) servant à modifier l'écou- lement présente une symétrie axiale autour de l'axe dudit passage d'admission. 6 Moteur selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le diamètre dudit corps ( 40) augmente sui- vant la direction d'écoulement. 7 Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit corps ( 40) est monté sur ledit organe for- mant siège de soupape ( 26). 8 Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits orifices de soupape sont de forme généra- le circulaire. 9 Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes formant soupapes à anchessont fixés audit organe formant siège de soupape ( 26) sur leurs extrémités dirigées radialement vers l'intérieur. Moteur selon la revendication 9, ca- ractérisé en ce que lesdits organes formant soupapesà an- che possèdent une partie recouvrant lesdits orifices ( 28). 11 Moteur selon la revendication 10, caractéri- sé en ce que les organes formant soupapes possèdent des sections ayant une surface réduite, sur leurs extrémités radiales tournées vers l'intérieur afin que leur rigidité soit réduite. 12 Moteur selon la revendication 10, caractéri- sé en ce qoelesorifices de soupape ( 28) sont tous situés dans un seul plan perpendiculaire à l'axe dudit passage d' admission.