Brevet FR2546572A1 — publié le 19841130

Perfectionnements aux moteurs à explosion. La présente invention est relative aux moteurs à explosion et elle concerne plus particulièrement les tubulures d'admission du mélange carburé et d'échappement des gaz brûlés, ainsi que les moyens de réchauffage du carburateur. Actuellement, dans les moteurs à explosion multicylindres à quatre temps, les tubulures d'admission et d'échappement sont généralement regroupées au-dessus ou au-dessous de la partie centrale du bloc-moteur pour alimenter les cylindres et réchauffer, par récupération thermique des gaz d'dchappement, le carburateur, mais seulement par la base de celui-ci. Ces tubulures d'admission s'avèrent toujours d'une longueur trop importante et nécessitent une compensation volumétrique à l'échappement trop encombrante et lourde. De plus, lorsque le bloc-moteur est très chaud, la déformation de l'ensemble des tubulures occasionne un dérbglement de la timonerie de commande des gaz et quelquefois du starter.A cause de la longueur et de la forme de la section des tubulures d'admission, le mélange carburé subit des variations de température pendant son transfert aux cylindres et la géométrie de la veine gazeuse est déformée et les ruptures de modulation de cette dernière ne peuvent Btre supprimées. Ainsi, le rendement thermique du moteur est rendu instable d'ou il résulte des altérations du régime de rotation et de la puissance et l'amplitude de l'onde pulsatoire décroit à cause des trop importants coefficients de frottement de la veine gazeuse, dOs à la trop grande longueur de la tubulure d'admission.On constate des phases de désaccord de chaque tubulure avec le système d'ondes généré par le moteur et une variation du couple de ce dernier lorsque ce moteur travaille à des régimes élevés, ce qui est considérablement dangereux pour un moteur d'aérodyne à hélice. Pour pallier ces inconvénients, un premier but de l'invention vise la nécessité de développer au maximum le phénomène de turbulence calibrée d'admission en créant une zone de préturbulence dynamique capable d'amplifier la rapidité de vrillage sur elle-même de la veine gazeuse à partir du profil intérieur de la tubulure, afin que cette veine subisse le minimum de déformations au moment de sa pénétration dans le cylindre par la soupape d'admission. Un deuxième but de l'invention vise à prendre en compte les phénomènes pulsatoires, au point de mettre parfaitement en phase l'onde de pression et l!onde de dépression. A cet effet, on dote chaque cylindre d'un carburateur èt d'une tubulure d'admission spéciale et indépendante permettant d'atteindre les buts sus-visés.Cette tubulure d'admission se caractérise par des profils intérieurs hélicoidal et sinusoïdal susceptibles de précontraindre la géométrie de la veine gazeuse > tant sur les plans longitudinaux que transversaux,-dont la modulation d'amplitude varie en fonction de la réduction maximale de la longueur de la tubulure et de la différence entre la section d'entrée sous le carburateur et la section de sortie vers la soupape d'admission. A la sortie du carburateur et sous l'action de l'aspire- tion issue du cylindre, les gaz sont vrillés par le profil intérieur de la tubulure, en même temps qu'ils sont calibrés par cette préturbulence tout au long de leur parcours avant leur entrée dans le cylindre. La perte de charge est pratiquement nulle parce que la propagation des ondes longitudinales appuie, s-ans décroissance d'amplitude, l'onde de dépression du cycle énergétique suivant. Au moment de la levée de la soupape d'admission et avant l'entrée du mélange carburé dans le cylindre, la veine gazeuse est totalement calibrée et sa pression modulée de façon qu'elle soit guidée sans défaut par le raccordement queue-flanc de cette soupape d'où il résulte une absence totale de saut des gaz au niveau de la portée de la soupape et de décollement des filets de ces mêmes gaz au voisinage du-siège de ladite soupape. D'autre part, le profil interne de cette tubulure évite tout désamorçage et par conséquent tout phénomène de "vapour-lock". Un troisième but de l'invention vise à obtenir le maximum d'écoulement des gaz brOlés tout en conservant suffisamment de frein moteur pour ne pas détruire la soupape d'échappement, à diminuer considérablement le défaut sonore du moteur et à permettre une combustion résiduelle intégrale des gaz évacués tout en supprimant toute flamme extérieure. A cet effet, on dote chaque cylindre d'une tubulure d'échappement coudée de section intérieure conolde raccordée à un cylindre de détente-écho soudé en position oblique et qui se termine par une sortie mégaphone aplatie en queue d'hirondelle soudée selon la perpendiculaire formée par l'axe du pot de détente-écho et l'axe longitudinal du mégaphone. La position oblique de ce cylindre, ainsi que ses dimensions internes, utilisent la Fréquence de tésonnance de l'onde retour déflagrante et renvoient celle-ci sur la "tête" de la soupape d'échappement en agissant comme un ressort acoustique qui évite à la soupape d'dchappement de s1 affoler à haut régime. Un dernier but de l'invention vise à améliorer le réchauffage des carburateurs, notamment ceux équipant les moteurs utilisés en aviation dotés des tubulures d'admission et d'échappement objet de l'invention, par exemple les moteurs bicylindres opposés à plat, mais non exclusivement. A cet effet, on crée une colonne d'air chaud pulsée par la rotation de l'hélice vers chaque carburateur, ses trompettes d'air frais et le haut de la tubulure d'admission -du mélange carburé. Cette colonne d'air chaud emprunte, par récupération, les calories dégagées par llensemble tubulure-pot de détente écho et sortie mégaphone. Un réchauffage d'appoint permanent de l'intérieur du carburateur est réalisé par récupération de l'air chaud sortant du reniflard d'huile et débarassé de ses impuretés et vapeurs graisseuses par l'interposition d'un filtre entre ce reniflard et chaque carburateur à réchauffer. Une durite armée véhåcule-l'air chaud entre la sortie du reniflard d'huile et le filtre susmentionnd, puis une autre durite conduit l'air chaud vers chaque carburateur. Les détails de ces perfectionnements seront mieux compris par la description qui va suivre se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective de la tubulure d'admission objet de l'invention équipant le cylindre d'un moteur à explosion. La figure 2 en est une vue de profil et la figure 3 une vue en plan par-dessus. La figure 4 est une vue en-coupe d'élévation de la tubulure précédemment représentée et la figure 5 en est une vue- en coupe de côté. La figure 6 est une vue en perspective de la tubulure d'échappement avec son pot de détente-écho et son mégaphone. La figure 7 est une vue schématique du système de réchauffage du carburateur, objet de llinvention.. Sur les figures 1 à 5 des dessins, le repère 1 désigne la tubulure d'admission fixée sur le cylindre 2 d'un moteur à explosion et surmontée diun carburateur traditionnel 3. La tubulure dont il s'agit, réalisée par exemple par moulage d'alliage léger sous pression, comporte une bride 4 de fixation au cylindre 2 et une bride 5 de réception du carburateur 3. Dans l'exemple représenté, cette tubulure est destinée à doter le cylindre d'un moteur bicylindre à plat "citron" d'ob la nécessité d'avoir une-bride 4 inclinée par rapport à celle 5 Comme le montrent les figures 1 à 5, l'alésage 6 qui creuse la tubulure est à la fois hélicoïdal et sinusoïdal; sa section est oblongue, avec une entrée 7 sous le carburateur plus grande que la sortie 8 vers le cylindre de sorte que les génératrices convergent de manière à vriller la veine gazeuse du mélange carburé tout en rédui-sant son volume depuis l'entrée de la tubulure jusqu'à sa sortie. La tubulure d'échappement représentée figures 6 et 7 est constituée d'un coude tubulaire 9 de forme conolde à savoir que sa section d'entrée 10 des gaz brûlés est plus grande que la section de sortie 11 dans le pot de détente 12. L'entrée 10 est oblongue et comporte une bride 13 de fixation au cylindre 2 du moteur. La sortie 11 est circulaire au niveau de son raccord au pot de détente 12. Cette tubulure 9 est de préférence en acier inoxydable réfractaire. Le pot de détente 12 est un cylindre en acier inoxydable réfractaire fermé par deux fonds d'extrémitd 20 dans lequel on a pratiqué une première ouverture circulaire correspondant à la section interne de sortie 11 de la tubulure coudée 9 et, décalée par rapport à la précédente et diamétralement opposée, une secon-de ouverture circulaire 14 à laquelle se raccorde un mégaphone 15 formé d'un cône divergent aplati réalisé par emboutissage et soudage d'une tôle matricée en acier inoxydable réfractaire. Comme on le constate sur les figures 6 et 7, le pot de détente 12 est fixé à l'extrémité 11 du coude tubulaire 9 selon un axe oblique pour former un angle aigu avec ladite tubulure, alors que l'axe du mégaphone 15 est perpendiculaire à l'axe du pot de détente cylindrique 12. Comme l'illustre la figure 7, la tubulure d'échappement 9, le pot de détente 12 et le mégaphone 15 concourent au réchauffement du carburateur 3 par la forme et la disposition de l'ensemble. On constate en effet que l'ensemble 9, 12 et 15 se situe en avant du carburateur dotant le cylindre 2 d'un moteur bicylindre à plat et qu'il se trouve sur le chemin de la colonne d'air pulsée, par exemple, par l'hélice d'un aérodyne équipé de ce moteur.La chaleur dégagée par l'ensemble 9, 12 et 15 réchauffe la colonne d'air qui enveloppe le carburateur 3 empêchant son givrage. L'intérieur du carburateur est en outre réchauffé par l'air chaud évacué par le reniflard d'huile du moteur véhiculé par une durite 16 jusqu'à un filtre 17 d'où partent deux durites 18 conduisant chacune l'air chaud épuré vers la prise d'air 19 d'un carburateur 3 du moteur. Les tubulures d'admission et d'échappement, ainsi que le système de réchauffage du carburateur sont particulièrement destinés à des moteurs du genre "Flat Twin" type "Citroen" V06/630 par exemple, mais non exclusivement,susceptibles d'équiper des aérodynes. Revendications 1 - Tubulure d'admission pour moteur à explosion bicylindre à plat comprenant. un corps (1) surmonté d'une bride (5) de réception d'un carburateur (3) et comportant une bride (4) de fixation à un cylindre (2) du moteur, caractérisé par le fait que son alésage (6), de section oblongue, est hélicoïdal et sinusoïdal et que la section de son entrée (7) sous le car burateur (3) est plus grande que celle de sa sortie (8) vers le cylindre (2) de manière à vriller et calibrer la veine gazeuse du mélange carburé. 2 - Tubulure d'admission suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la bride (4) de fixation au cylindré (2) est incliné par rapp-ort à la bride (5) de fixation du carburateur (3) sensiblement horizontale. 3 - Tubulure d'échappement pour moteur à explosion bicylindre à plat équipé d'une tubulure d'admission suivant la revendication 1, comprenant un coude tubulaire (9) équipé d'une bride (13) d-e fixation à un cylindre (2) du moteur et débouchant dans un pot de détente cylindrique (12) prolongé d'un mégapho-- " ne (15) formé d'un cône divergent aplati, caractérisée par le fait que la tubulure (9) est conoïde avec une entrée oblongue (10) des gaz brûlés de section plus grande que celle circulaire de la sortie (11) dans le pot de détente (12j. 4 - Tubulure d'échappement suivant la revendication 3, ca ractérisée par le fait que l'entrée (11) des gaz dans le pot de détente (12) est décalée et diamètralement opposée à la sortie (14) des gaz dans le mégaphone (15). 5 - Tubulure d'échappement suivant les revendications 3 et 4, caractérisée par le fait que le pot de détente (12) est en position oblique par rapport au coude tubulaire (9), alors que le mégaphone (15) est perpendiculaire à l'axe dudit pot de détente. 6 - Dispositif-de réchauffage d'un carburateur de moteur bicylindre à plat équipé- d'une tubulure d'échappement selon la revendi-cation 3 ,- caractérisé par le fait que l'ensemble coudé (9), pot de détente (12) et mégaphone (1-5) est disposé en avant du carburateur (3) et de la tubulure d'admission (1) pour réchauffer a colonne d'air pulsé autour du carburateur et que le mégaphone (15) débnuche à proximité des prises d'air dudit carburateur. 7 - Dispositif de réchauffage suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'une durite (18) conduit l'air chaud évacué par le reniflard d'huile jusqu'à une prise d'air (19) du carburateur (3) pour le réchauffer de l'intérieur