Brevet FR2551134A1 — publié le 19850301

Moteur à combustion interne. La présente invention concerne un moteur à combustion interne prévu pour un outil, tronçonneuse portative notamment, 5 tronçonneuse b meule ou autres, avec un réservoir dont le carburant est envoyé à un gicleur, par l'intermédiaire d'une soupape d'admission d'un carburateur. Les moteurs à combustion interne de ce type, généralement O 10 représentés par des moteurs à deux temps sur les tronçonneuses, tronçonneuses à meules et machines-outils analogues, s'échauffent considérablement en cours de fonctionnement. Après l'arrêt du moteur, la température peut continuer à s'élever par suite du système de refroidissement parallè15 lement coupé, si bien que les vapeurs de carburant génèrent une surpression dans le réservoir avec l'échauffement croissant L'usage de tels moteurs présente alors l'inconvénient suivant: la surpression provoquant l'ouverture de la soupape d'admission, le cylindre est noyé par le car20 burant et le redémarrage du moteur difficile. L'invention vise à perfectionner un moteur à combustion interne du type précédemment décrit, de manière b arrêter et contenir la surpression qui s'établit dans le réservoir à 25 l'arrêt de la machine, à éviter que le carburateur ne soit en surpression et le cylindre noyé et à obtenir un démarrage immédiat toujours parfait, même sur une machine sur- chauffée. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la conduite d'alimentation en carburant présente, entre le réservoir et le gicleur, un corps de soupape qui, à l'arrêt du moteur, se ferme hermétiquement sous l'effet de la pression contre le siège d'une soupape d'arrêt, dans le sens de l'écoulement du carburant et de la différence de pression, la dépression à l'aspiration relevant ce même corps du siège précité pour laisser passer le carburant, dans le sens opposé à l'écoulement de ce dernier et contre la surpression générée dans le réservoir. D'autres formes préférentielles, perfectionnements, avanta15 ges et détails essentiels de la présente invention sont donnés dans les sous-revendications, la description cidessous et les exemples illustrés sur les dessins annexés, qui correspondent à des vues schématiques de formes préférentielles de construction Ces dessins représentent: Figure 1: Figure 2: 25 Figure 3: une coupe partielle d'une tronçonneuse conforme à l'invention, vue latéralement, une vue latérale, analogue à celle de la figure 1, d'un réservoir à surpression équipé d'une soupape d'arrêt de pression conforme à l'invention et d'un clapet d'aération, constitué par un clapet de nonretour, une coupe partielle d'un carburateur conforme à l'invention, vu latéralement, avec une soupape d'arrêt de pression incorporée. La tronçonneuse 1, illustrée sur la figure 1, présente un 35 carter 2, une poignée arrière 3 avec un accélérateur 4, un manche avant 5, une sécurité 6, un lamier 7 se prolongeant vers l'avant et comportant une chaîne circulaire non repré- 2 '551134 sentée, ainsi qu'un moteur thermique à deux temps 8, auquel sont affectés un carburateur 9, un levier de papillon 11 réglable par l'intermédiaire d'une timonerie 10 et un réservoir 12, dont le compartiment interne 13 contient le carburant 14. Conformément aux figures 1 et 2, la paroi supérieure 15 du réservoir 12 comporte un clapet d'aération 16, représenté par un clapet de non-retour, qui permet à l'air externe de 10 parvenir dans le compartiment 13 de ce même réservoir 12, mais interdit aux vapeurs de carburant de s'en échapper. Le clapet 16 présente à cet effet un élément d'étanchéité 17, constitué par une bille et comprimé, dans la tubulure 19, contre une face latérale 20 en forme d'entonnoir de 15 l'évent 21, par l'intermédiaire d'un ressort 18 En cas de dépression dans le réservoir 12, l'élément d'étanchéité 17 se décolle de la face 20 contre la force du ressort 18, permettant ainsi à l'air ambiant d'entrer par l'évent 21 dans le compartiment 13 du réservoir 12 En cas d'échauffe20 ment de la tronçonneuse 1,provoquant une dilatation et/ou vaporisation partielle du carburant, la surpression générée dans le réservoir 12 renforce la compression de l'élément 17 contre la face latérale 20, interdisant dans tous les cas au carburant 14 et/ou vapeurs de carburant de s'échapper du compartiment 13 L'avantage de cette mesure réside dans le fait que les parties externes de la tronçonneuse et pièces adjacentes ne peuvent être atteintes par d'éventuelles fuites de carburant Ce système de fermeture permet notamment d'exclure tout risque d'incendie, assurant ainsi une sécurité élevée, même sur les tronçonneuses à meules projetant des étincelles ou machines-outils analogues. Dans l'exemple de construction de la figure 1, une soupape 35 d'arrêt de pression 22 est fixée sur la paroi supérieure du réservoir 12 par la cloison d'une boite de distribution 23, le raccordement hermétique avec cette même paroi 15 étant assuré par l'intermédiaire d'un flexible d'aspiration 24 dans l'exemple de construction de la figure 2 A son extrémité inférieure, qui se situe dans le réservoir 12, le flexible 24 présente un filtre 25 en forme de panier, prévu pour retenir les éventuelles impuretés et les empêcher de parvenir dans le-système d'admission du carburant. Ce même flexible 24, enfoncé sur la paroi de la boîte de distribution 23, est fixé de manière à assurer un raccordement parfaitement étanche à la pression La paroi latéra10 le du réservoir 12 comporte une tubulure de remplissage 26 du carburant 14 (figure 2). La boîte de distribution 23 de la soupape d'arrêt de pression 22 est réalisée d'une seule pièce avec une cage 27, consti15 tuant ainsi un élément en T La partie coudée de ce T comporte un siège de soupape 28 représenté par un alésage, sur lequel s'applique une tête de joint conique 29 d'un corps de soupape 30, mobile dans l'axe de la boite de distribution 23 Le corps 30 est soumis b la charge d'un ressort de 20 pression 31 qui le comprime, avec la tête de joint 29, contre le siège de soupape 28, dans le sens d'écoulement du carburant et de la différence de pression entre le réservoir 12 et le carburateur 9, assurant ainsi une fermeture parfaitement hermétique. La cage 27 comporte une membrane 32, transversale au sens de déplacement du corps de soupape 30 Cette membrane 32 divise la cage 27 en une chambre de dépression 33 tournée vers le corps 30 et en un compartiment d'aération opposé 30 34, dans lequel l'air ambiant pénètre par l'ouverture 35 prévue, dans cet exemple de construction, sur le c 8 té de la cage 27 opposé à la boîte de distribution 23 Le côté de la cage 27 présente par ailleurs une sortie 36, représentée par un tuyau de raccordement, reliée à la chambre de dépression 33 et raccordée au carburateur 9 par une conduite de carburant 37. Le c 6 té de la boite de distribution 23 opposé au siège 28, c'est-à-dire la zone de raccordement du flexible 24, comporte un orifice d'entrée 38 pour le carburant Au démarrage du moteur à combustion interne 8, la dépression à l'aspi5 ration générée par le moteur provoque l'ouverture de la soupape d'arrêt 22: par suite de la dépression précitée, la membrane 32 réduit le volume de la chambre 33 et se déplace vers le corps de soupape 30, un poussoir 39, monté sur cette même membrane 32, comprimant la tête de joint 10 29 qu'il décolle du siège 28, contre la force du ressort de pression 31 et une éventuelle surpression générée dans le réservoir 12 Afin que la soupape d'arrêt 22 s'ouvre facilement et parfaitement dès le démarrage du moteur, sa surface de contact est essentiellement inférieure à la sur15 fcceactive de la membrane 32 Dans l'exemple de construction représenté sur la figure, le rapport de la face de joint sur la surface active de la membrane est de 1: 100 environ Pour ouvrir la soupape d'arrêt 22, la dépression requise ne doit donc représenter qu'un 1/100 de la contre20 pression et/ou surpression dans le réservoir Une dépression aussi minime étant facile à générer au démarrage du moteur 8, la fiabilité d'ouverture de la soupape est garantie dans tous les cas. Dans l'exemple de construction représenté sur la figure 3, la soupape d'arrêt de pression 40 est incorporée au carburateur 41, ce qui permet d'obtenir un ensemble compact sans élément supplémentaire externe Dans ce cas également, la soupape 40 présente une forme et un montage tels, qu'elle 30 assure une fermeture hermétique de l'arrivée de carburant dans la chambre de régulation 42, donc vers le gicleur principal 43, lorsque le moteur 8 est mis hors service; le verrouillage et/ou obturation de la soupape étant renforcésdans le cas d'une surpression dans le réservoir 12, 35 il est absolument impossible au carburant de passer dans le cylindre du moteur 8,par le gicleur principal 43 prévu dans la buse 44. Le carburant arrive du réservoir 12 dans le carburateur 41 par une entrée 45; en cas de dépression générée dans le carter-moteur et s'exerçant sur la tubulure 46, il passe dans l'organe de commande 49, par l'intermédiaire du clapet d'entrée 47, ouvert par la membrane de pompe 48 incurvée vers le haut Si le piston du moteur à deux temps 8 se déplace vers le bas, la surpression engendrée dans le cartermoteur est dirigée, par l'intermédiaire de la tubulure 46, sur la membrane de pompe 48 qui s'incurve vers le bas 10 (dessin en pointillés) Le clapet d'entrée 47 se ferme, bloquant l'arrivée de carburant La pression de la membrane 48 provoquant simultanément l'ouverture du clapet de sortie 50 de l'organe de commande 49, le carburant est envoyé par le coude 51 dans la conduite d'alimentation descen15 dante 52, sur laquelle est montée la soupape d'arrêt de pression 40. Dans la position d'arrêt du moteur 8 représentée sur la figure, la soupape 40 est fermée, la tête de joint 29 du corps 30 étant comprimée contre le siège 28, par l'intermédiaire du ressort de pression 31 et d'une éventuelle surpression dans le réservoir 12. Le poussoir 39, dont l'effet s'exerce contre la tête de 25 joint 29 du corps de soupape 30, est fixé sur un levier radial 53, à l'extérieur de l'axe médian 54 d'une membrane de régulation 55 qui constitue la limite inférieure de la chambre 42 La membrane 55 est protégée par un couvercle inférieur 56 vissé, dont l'orifice 57 permet d'obte30 nir un équilibre de pression avec l'air ambiant Le levier radial 53 présente une extrémité coudée 58, qui s'appuie dans le carburateur 41 sur le rebord externe 59 de la membrane 55 Avec une dépression s'exerçant dans la chambre de régulation 42 pendant le démarrage du moteur 8, la 35 membrane 55 s'incurve vers le haut, dans la position représentée en pointillés Le poussoir 39, monté sur le levier radial 53, pousse la tête de joint 29 qu'il soulève du siège de soupape 28, autorisant ainsi le passage du carburant de la conduite d'alimentation 52 au gicleur principal 43. Par ailleurs, la figure 3 permet de constater que le carburateur 41 présente un conduit d'admission d'air 60 avec un papillon 61 réglable et un conduit d'échappement du m 6lange 62, avec un papillon 63 également ajustable Le gicleur principal 43 est réglé par l'intermédiaire d'une vis10 pointeau 64 freinée par ressort, une vis de réglage 65, également freinée par ressort, étant prévue pour le gicleur de ralenti 66, dont les deux petits trous débouchent dans le conduit, à proximité du papillon 63 La vis 65 permet de déplacer une aiguille 67 dans la zone d'une arrivée 68, 15 affectée au gicleur de ralenti 66 et reliée à la chambre de régulation 42 Cette dernière est par ailleurs raccordée par un conduit 69 à un orifice d'admission 70, affecté au gicleur principal 43 et dont la section est réglée à l'aide de l'extrémité conique 71 de la vis-pointeau 64. 20 Au démarrage et pendant le fonctionnement du moteur à deux temps 8, la dépression qui règne à la sortie du gicleur principal 43 s'applique sur la face supérieure de la membrane 55, qu'elle incurve vers le haut dans la position représentée en pointillés La pression réglée par la membrane 55 présente une différence essentiellement constante avec la pression atmosphérique Si le débit de carburant requis est important, la vitesse d'écoulement dans la buse 44 est élevée et la dépression s'exerçant à 30 la sortie 43 particulièrement forte Plus la dépression, donc le débit, est élevée, plus large est l'ouverture de la soupape d'arrêt 40, si bien que le carburant peut s'écouler en quantité supérieure. La membrane de pompe 48 de l'organe de commande 49, représentée dans la partie supérieure de la figure, s'incurve suivant la pression régnant dans le carter du moteur 8, une fois vers le haut et une-fois vers le bas, suivant le temps de ce même moteur, aspiration ou compression Avec ce dernier temps, la membrane 48 génère une surpression, un effet de pompage étant alors exercé La membrane refou5 le, tandis que le poussoir 39 de la soupape d'arrêt conforme à l'invention soulève la tête de joint 29 du siège 28, permettant ainsi au carburant de parvenir dans la chambre de régulation 42, conformément au débit souhaité et à la dépression qui s'établit dans la section du carburateur 41. Si le réservoir 12 est soumis à une surpression, cette dernière parvient dans le carburateur 41 par l'intermédiaire de l'entrée 45 Les clapets d'entrée 47 et de sortie 50, s'ouvrant tous les deux, sont reliés et/ou débloqués A15 vec une pression élevée dans le réservoir 12 et en l'absence de la soupape d'arrêt 40 conforme à l'invention, le carburant parviendrait dans la chambre de régulation 42, puis dans le conduit d'admission d'air 60, par l'intermédiaire du gicleur principal 43 Par suite de la solution confor20 me à l'invention, la surpression du réservoir 12 a un effet de renforcement sur le corps 30 de la soupape 40, dont la fermeture, parfaitement hermétique, interdit tout passage du carburant dans la chambre 42. Si le carter-moteur est soumis à une dépression, cette dernière s'exerce sur la tubulure 46, incurvant vers le haut la membrane 48 dans la position représentée en pointillés et augmentant le volume de la chambre sous-jacente. Cette augmentation de volume provoque la fermeture du clapet de sortie 50, le clapet d'entrée 47 s'ouvrant parallèlement (positions représentées sur le dessin) Le carburant, aspiré du réservoir 12, ne peut atteindre que le compartiment de pompage de l'organe de commande 49, puisque le clapet de sortie 50 est fermé Ce dernier ne s'ouvre qu'avec un changement de-pression dans le cartermoteur, c'est-àdire avec une surpression sur la tubulure 46 incurvant la membrane 48 vers le bas, dans la posi- tion représentée en pointillés; le carburant se trouvant dans le compartiment de pompage de l'organe de commande 49 peut alors passer dans la conduite d'alimentation 52. Si le papillon 63 est tourné de près de 90 , de la position horizontale représentée sur la figure dans une position pratiquement verticale, les deux petits trous du gicleur de ralenti 66 se situent en arrière de ce même papillon dans le sens d'écoulement, si bien qu'une dépression 10 règne dès le démarrage du moteur 8 La conséquence de cette dépression est que le carburant est véhiculé par l'intermédiaire du système de ralenti, car le gicleur principal 43 ne peut pas débiter en marche à vide, par suite de la vitesse d'écoulement trop faible dans la buse 44. 15 La solution conforme b l'invention présente notamment les avantages suivants: la fermeture parfaitement hermétique du réservoir 12 interdit toute fuite de carburant liquide ou gazeux, quelle que soit la pression interne ou la posi20 tion de la tronçonneuse 1, assurant parallèlement une sécurité élevée contre les risques d'incendie sur les machines projetant des étincelles, tronçonneuses à meules ou autres Par ailleurs, l'arrivée de carburant vers le gicleur principal 43 est fermée dès l'arrêt du moteur 8, par l'intermédiaire de la soupape 22, 40 conforme à l'invention En cas de surpression dans le réservoir 12, provoquée par l'échauffement de la machine, la fermeture hermétique de la soupape d'arrêt 22, 40 est renforcée par le montage et la forme de cet organe conformes à l'invention, 30 si bien qu'une quantité excessive de carburant ne peut en aucun cas noyer le cylindre Au démarrage du moteur 8, le poussoir 39, que la pression d'aspiration déplace par l'intermédiaire de la membrane, provoque l'ouverture de la soupape d'arrêt 22, 40, autorisant ainsi l'arrivée du carbu35 rant au gicleur 43, avec un débit parfaitement réglé Même sur une tronçonneuse 1 surchauffée, un redémarrage impeccable est toujours obtenu d'emblée. Revendications. 1 Moteur à combustion interne prévu pour un outil, tronçonneuse portative notamment, tronçonneuse à meule ou au5 tres, avec un réservoir dont le carburant est envoyé à un gicleur, par l'intermédiaire d'une soupape d'admission d'un carburateur, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation en carburant présente, entre le réservoir ( 12) et le gicleur ( 43), un corps de soupape ( 30) qui, à l'arrêt du moteur, se ferme hermétiquement sous l'effet de la pression contre le siège ( 28) d'une soupape d'arrêt ( 22, 40), dans le sens de l'écoulement du carburant et de la différence de pression, la dépression à l'aspiration relevant ce même corps ( 30) du siège ( 28) précité pour laisser passer le 15 carburant, dans le sens opposé à l'écoulement de ce dernier et contre la surpression générée dans le réservoir ( 12). 2 Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps ( 30) de la soupape d'arrêt 20 de pression ( 22, 40) présente, sur sa face orientée vers le compartiment interne ( 13) du réservoir ( 12), un ressort de pression ( 31) dont l'effet s'exerce contre le siège ( 28). 3 Moteur à combustion interne selon une des revendications 25 1 et 2, caractérisé en ce que le corps ( 30) de la soupape d'arrêt de pression ( 22, 40) présente une tête de joint conique ( 29) qui s'applique contre le siège ( 28). 4 Moteur à combustion interne selon une quelconque des re30 vendications 1 à 3, caractérisé par un poussoir ( 39), affecté à la soupape d'arrêt de pression ( 22, 40) et dont l'effet s'exerce, avec une dépression à l'aspiration, sur la tête de joint ( 29) du corps ( 30), provoquant ainsi l'ouverture de la soupape, et en ce qu'une membrane ( 32, 55), limitant 35 une chambre de dépression ( 33) et/ou régulation ( 42), est affectée à ce même poussoir ( 39) de la soupape d'arrêt ( 22, ). Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soupape d'arrêt de pression ( 22) présente une cage ( 27), qui enveloppe la membrane ( 32) et le poussoir ( 39) et comporte un comparti5 ment d'aération ( 34), séparé par la membrane ( 32) de la chambre de dépression ( 33) et doté d'une ouverture ( 35), ainsi qu'une sortie ( 36) reliant la chambre ( 33) au carburateur ( 9), et en ce que la cage ( 27) se prolonge par une boite de distribution ( 23), dans laquelle sont logés le corps ( 30) et le ressort de pression ( 31) et qui présente, sur son extrémité opposée au siège ( 28), un orifice d'entrée ( 38) prévu pour le carburant ( 14) et tourné vers le compartiment interne ( 13) du réservoir ( 12). 6 Moteur à combustion interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cage ( 27) et la boite de distribution ( 23) de la soupape d'arrêt de pression ( 22) forment essentiellement un élément en T. 7 Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications 1 b 6, caractérisé en ce que la surface active de la membrane ( 32, 55) de la soupape d'arrêt de pression ( 22, 40) représente un multiple, de préférence le centuple, de la face de joint du corps de soupape ( 30). 25 8 Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le raccordement, sur la paroi de la boite de distribution ( 23) de la soupape d'arrêt ( 22), d'un flexible d'aspiration ( 24) immergé 30 dans le compartiment interne ( 13) du réservoir ( 12) et doté de préférence d'un filtre ( 25) b son extrémité. 9 Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la soupape 35 d'arrêt de pression ( 22) est fixée sur la paroi ( 15) du réservoir ( 12) par la cloison de la boîte de distribution ( 23). Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par un clapet d'aération ( 16) affecté à la soupape d'arrêt de pression ( 22, 40), monté dans la paroi ( 15) du réservoir ( 12) et représenté 5 par un clapet de nonretour, dont l'élément d'étanchéité ( 17), décollé pour dégager un évent ( 21) en cas de dépression dans le compartiment ( 13) du réservoir ( 12), est comprimé pour bloquer ce même évent ( 21) en cas de surpression dans le compartiment précité ( 13), l'élément ( 17) 10 du clapet d'aération ( 16) étant constitué par une bille et s'appliquant, par l'intermédiaire d'un ressort ( 18), contre une face latérale ( 20) de l'évent ( 21) pratiqué dans la tubulure ( 19). 11 Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par l'incorporation au carburateur ( 9) de la soupape d'arrêt ( 40), avec le ressort de pression ( 31) et le corps ( 30) qui se ferme contre le siège ( 28), dans le sens de l'écoulement du carburant et 20 de la différence de pression. 12 Moteur à combustion interne selon la revendication 11, caractérisé en ce que le poussoir ( 39), prévu sur la soupape d'arrêt ( 40) et dont l'effet s'exerce contre le corps 25 ( 30) pour dégager le siège ( 28), est affecté à une membrane ( 55) limitant une chambre de régulation ( 42) du carburateur ( 9), et en ce que le poussoir ( 39) du corps de soupape ( 30) est fixé sur un levier radial ( 53), monté sur la membrane de régulation ( 55) et dont l'extrémité s'appuie 30 sur le rebord externe ( 59) de cette dernière. 13 Moteur à combustion interne selon une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la soupape d'arrêt de pression ( 40) est montée dans le carburateur ( 9) sur une conduite d'alimentation en carburant ( 52), entre la chambre de régulation ( 42), prévue en amont du gicleur principal ( 43), et un organe de commande ( 49) qui pré- sente une membrane de pompe ( 48), un clapet d'entrée ( 47) et un clapet de sortie ( 50).