Brevet FR2545157A1 — publié le 19841102

Perfectionnement aux pistons utilisés notamment P dans les moteurs à deux temps La présente invention a pour objet un perfectionnement apporté aux pistons habituellement utilisés dans les moteurs à deux temps. On sait que dans le moteur à deux temps, le piston règle toutes les phases du cycle. En effet, par sa partie supérieure, il détermine aussi bien la phase d'aspiration que la phase d'échappement, en ouvrant et fermant les lumières d'admission et d'échappement, et en remplissant les fonctions qui sont celles des soupapes dans le moteur à quatre temps. Avec sa partie inférieure, ledit piston se comporte en outre comme une pompe volumétrique de compression pour le mélange air/carburant dans le carter situé au-dessous. Dans la pratique, au cours de la phase descendante, le piston comprime le mélange air/carburant contenu dans le carter de manière à amener la pression à une valeur supérieure à la pression atmosphérique, dépensant un certain travail au cours de cette compression. Le mélange ainsi comprimé peut ensuite arriver dans la chambre de combustion à travers des conduits adéquats, dès que le piston, de par son mouvement, découvre les lumières d'admission, à l'intérieur du cylindre. Les pertes de charge que le fluide subit dans son parcours, du carter au cylindre, à travers les conduits et les lumières d'admission, se traduisent par un travail passif supplémentaire, de sorte que le travail total dépensé augmente en même temps que diminue le rendement global du moteur.On sait par ailleurs que pour diminuer ce travail passif, en augmentant en même temps le remplissage de la chambre de combustion, on a jusqu'à présent adopté différentes solutions qui consistent à augmenter les sections de passage du mélange, en augmentant les conduits d'admission et les lumières pratiquées tant sur la chemise intérieure du cylindre que sur la jupe extérieure du piston. Les mesures décrites ci-dessus ont toutefois pour inconvénient de limiter nécessairement ces ouvertures afin de ne pas trop affaiblir la structure du cylindre et du piston en créant à l'intérieur de ceux-ci de grandes cavités. La présente invention vise à réaliser un piston notamment pour moteur à deu temps, permettant le passage du mélange air/carburant du carter à la chambre de combustion, avec des pertes de charge réduites, de manière à diminuer le. travail de pompage et augmenter le rendement volumétrique, avec pour conséquence une chambre de combustion plus remplie. La présente invention se propose encore de renouveler constamment le mélange qui stagne au-dessous de la tête du piston, améliorant ainsi son refroidissement. Enfin, un poids plus faible et une surface latérale de frottement réduite entraînent une diminution accrue des travaux passifs dépensés en frottement et en inertie au moteur. Ces objectifs et d'autres encore qui apparaîtront mieux par la suite, sont tous réalisés par le perfectionnement faisant l'objet de la presente invention qui se caractérise par le fait que le piston est muni de deux ouvertures sur la jupe chacune d'elle étant pratiquée au niveau des supports de l'axe, lesdites ouvertures s'étendant du bord supérieur au bord inferieur du piston sur toute sa longueur et faisant par conséquent communiquer directement l'extérieur et 11 intérieur du piston. Selon cette configuration, lorsque le piston descend dans le cylindre, pour effectuer le cycle de pompage, le mélange air/carburant comprimé par le piston, se déplace selon un cycle alternatif de la façon suivante : au cours de la première partie de la descente du piston, le mélange monte à l'intérieur du piston, chassant ainsi la partie surchauffée à travers les ouvertures pratiquées dans la jupe, jusqu'à l'intérieur des conduits d'aspiration, et à partir de ceux-ci dans le carter. Au cours de la seconde partie de la descente, le piston comprime encore le mélange jusqu'au moment où, ouvrant par son bord supérieur les lumières d'admission, le mélange passe à l'intérieur du cylindre.Dans les deux conditions décrites ci-dessus, les ouvertures pratiquées dans le piston, diminuent la résistance au passage du fluide air/carburant, diminuant ainsi le travail passif de pompage et augmentant le remplissage du cylindre. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront mieux de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de réalisation, et des dessins annexés auxquels La Figure 1 est une vue latérale du piston faisant l'objet de la présente invention, La Figure 2 est une vue en coupe horizontale de ce piston suivant l'axe A-A passant par les supports de l'axe, Les Figures 3 et 4-représentent une coupe verticale respectivement suivant l'axe B-B central et l'axe C-C latéral. La Figure 5 est une coupe de l'ensemble piston/ cylindre au début de la phase de pompage, La Figure 6 représente ce même ensemble à la fin du cycle de pompage. Le piston 1 est réalisé suivant la forme usuelle recommandée pour les pistons de moteurs à deux temps qui prévoit la tête 2 sur le pourtour de laquelle est ménagé le logement 3 destiné à recevoir le segment d'étanchéité, non représenté parce que de type connu. Il prévoit en outre la jupe cylindrique 4 et les deux supports 5' et 5" de l'axe. La jupe 4 du piston 1 est ouverte au niveau des deux supports 5' et 5", en partant de la base de la tête 2 jusqu'au bord inférieur de ladite jupe 4. La largeur des ouvertures 6' et 6" est proportionnelle à la largeur des lumières 8 et 9 d'aspiration pratiquées dans le cylindre 13. Les deux supports 5' et 5 de l'axe sont soutenus par deux barrettes 7' et 7" (dont une seule est représentée) qui, partant de la base de la jupe 4, se raccordent à l'intérieur de celles-ci, aux supports. On obtient ainsi un passage ouvert entre l'intérieur et l'extérieur du piston 1, au-dessus des supports 5' et 5" qui sont reliés à la tête 2 du piston 1 par deux nervures 10 et 11, une par support. Sur la face intérieure de la tête 2 sont prévues des nervures 12, paralleles aux supports d'axe 5' et 5", et destinées à renforcer la tête et à transmettre la chaleur du piston au milieu ambiant. Le comportement du piston 1 au cours du cycle de pompage est représenté de façon schématique sur les Figures 5 et 6, respectivement au début et à la fin du cycle. A l'origine1 ledit piston 1, dans son mouvement descendant, commence à comprimer le mélange M qui, s'échappant à travers les ouvertures 6' et 6", s'écoule dans les conduits 15 et 16 à travers les lumières 8 et 9. De cette façon, le mélange M contenu à l'intérieur du piston 1 se renouvelle continuellement, à chaque cycle de pompage, évitant des surchauffes nuisibles. Aux termes de la course de descente, le mélange M comprimé dans le carter, arrive à travers les conduits 15 et 16, dans la chambre de combustion, parcourant en direction inverse le trajet illustré sur la Figure 5. De la description qui précède, il ressort à l'évidence que dans son mouvement, le mélange M poussé par le piston 1, ne stagne en aucune zone de celui-ci et, rencontrant des parcours suffisamment libres, ne subit pas de fortes pertes de charge. Il est par ailleurs évident qu'un renouvellement constant du fluide en circulation favorise le refroidissement du piston, notamment dans la zone située au-dessous de la tête, qui comme on le sait est sujette à des surchauffes. La présence des ouvertures latérales comporte pour autres avantages la réduction du poids du piston et partant une inertie moindre au mouvement. Par ailleurs, le frottement entre la jupe du piston et la paroi interne du cylindre est moins important, ce qui a pour conséquence un travail passif et un dégagement de chaleur réduits. L'invention ainsi conçue réalise les objectifs qu'elle s'était fixés et permet en particulier d'obtenir un meilleur rendement du cycle thermodynamique, par une diminution du travail dépensé au cours du cycle de pompage. La présente invention, illustrée et décrite de façon schématique et à titre d'exemple, doit être considérée comme pouvant s'étendre aux variantes secondaires qui en tant que telles, rentrent dans le cadre de cette invention. C'est ainsi par exemple que la forme des ouvertures et la configuration du piston pourront être réalisées autrement que dans l'exemple représenté, pour s!adapter aux formes spécifiques du cylindre. En effet, dans la réalisation pratique, les formes, les dimensions ainsi que les matériaux employés pourront être quelconques suivant les besoins, sans pour autant sortir du cadre de protection des revendications suivantes. RREVENDICATIONS 1. Perfectionnement au piston, utilisé notamment dans les moteurs d deux temps9 caractérisé par deux ouvertures 6' et 6" ménagées dans la jupe 4 du piston 1, au niveau des deu supports 5 et 511 de l'axe, lesdites ouvertures s'étendant de la base de la tête 2 au bord inférieur de la jupe 4 du piston 1 > pour faire communiquer l'intérieur dudit piston et l'extérieur, suivant un parcours sans interruptions. 2. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites ouvertures 67 et 6" ont une largeur proportionnelle à la largeur des lumières d'aspiration 8 et 9 pratiquées dans le cylindre 13. 3. Perfectionnement selon lune quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la tête 2 du piston 1 est munie: inté- rieurement de nervures 12 de renforcement et de déperdition de la cha- leur, lesdites nervures étant parallèles entre elles et parallèles aux supports 5' et 5" de l'axe, et orthogonales par rapport aux ouvertures 6' et 6" pratiquées dans la jupe 4 du piston 1 4. Perfectionnement selon lune quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux supports 5t et 5" de l'axe sont soutenus par deux barrettes 7t et 7" lesdits supports étant relues à leur partie supérieure, à iadite tbte par deux nervures 10 et 11, une par support.