Brevet FR2572134A1 — publié le 19860425

Moteur à combustion interne à deux temps équipé d'un piston à deux jupes concentriques de diamètres différents. La présente invention concerne un moteur à combustion interne ou à explosion employant le cycle dit à deux temps équipé d'un piston à deux jupes concentriques de diamètresdifférents,destiné notamment à réduire la dilution des gaz frais dans les gaz brûlés. On a depuis longtemps cherché à améliorer le rendement des moteurs deux temps en évitant la dilution des gaz d'admission dans les gaz brûlés partant à ltéchappement. Diverses solutions ont été apportées dans ce but. Ainsi, on connait les moteurs deux temps dits "PUCH" et "TWN" dans lesquels deux cylindres sont reliés à une chambre de combustion commune, les deux pistons contenus dans ces cylindres étant mus en parallèle par l'intermédiaire d'une bielle à deux branches reliée au vilebrequin. L'un des cylindres comprend des lumières admission tandis que le second comporte des lumières d'échappement. Cette disposition permet déjà un bon dégagement des gaz brûlées et une faible dilution des gaz dtadmission avec les gaz d'échappement.Cependant elle nécessite une bielle de fabrication complexe et coûteuse et un parfait équilibrage dans les mouvements des pistons. On connaît également des moteurs deux temps diesel de la marque "G.M.C." munis de lumières d'admission à la base de chaque cylindre et de soupapes dtéchappement en haut du cylindre. Cette disposition nécessite pour la commande d'ouverture et fermeture des soupapes d'éehappement un ensemble supplémentaire coûteux de pièces telles qu'un arbre à cames, des culbuteurs, des tiges de culbuteurs, des ressorts associés aux soupapes, etc... En outre, cette solution exige un entretien supplémentaire quant au réglage régulier du jeu des soupapes. La présente invention vise à remédier aux inconvénientsprécités et propose un moteur à combustion interne à deux temps, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un cylindre muni de deux chambres cylindriques coaxiales de diamètres différents, un piston à deux jupes cylindriques de diamètres complémentaires coulissant avec faible jeu dans lesdites chambres, la jupe de plus petit diamètre du piston comportant dans sa partie médiane des lumières-d'admission, la première chambre de plus grand diamètre formant chambre de combustion tandis que la seconde disposée au-dessus de la première et ouverte à son extrémité supérieure assure l'arrivée des gaz d'admission, ceux-ci étant amenés dans la première chambre au point mort bas du cycle de rotation du moteur par l'intermédiaire desdites lumières d'admission et les gaz brûlés étant évacués par l'intermédiaire de lumières d'échappement disposées à la base de la première chambre. Gracie à cette disposition les gaz d'admission entrent par les lumières de la jupe étroite du piston tandis que les gaz brûlés s'échappent par les lumières dtéchappe- ment de la chambre de plus grand diamètre. Le parcours des gaz est.ainsi très court et 1 t échappement sera favorisé par la grande surface disponible pour les lumières d'échappement à la périphérie de la première chambre. On a ainsi du fait de cette grande capacité d'échappement une très bonne évacuation des gaz brûlés. Puis au moment de l'ouverture des lumières dladmission du piston, environ au point mort bas, la dépression produite par l'échappement crée une aspiration des gaz d'admission venant de la seconde chambre.De ce fait, on a simultanément une excellente évacuation des gaz brûlés ainsi qu'un bon remplissage de la chambre de combustion. Le rendement du moteur est directement lié. La dilution de ces deux types de gaz est réduite. L'étanchéité au niveau de la jupe étroite du piston est assurée par des segments posés soit à la partie supérieure de la jupe soit sur la périphérie de la seconde chambre. L'étanchéité au niveau de la jupe de plus grand diamètre est assurée par des segments posés à la périphérie de cette dernière. Les lumières d'admission peuvent êtretaillées en biseau pour favoriser un mouvement tournant et par conséquent un meilleur brassage des gaz d'admission. On peut prévoir une injection de carburant, de l'essence par esemple juste après la fermeture des lumières dtéchappement ; on est alors assuré qu'aucune perte de carburant par dilution éventuelle dans les gaz d'échappement n'est possible. On peut également prévoir un dispositif comprimant l'air dans là chambre de plus petit diamètre, par exemple un turbocompresseur. L'invention sera à présent expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple préférentiel de réalisation en regard d'un dessin sur lequel La figure unique est une vue en coupe au point mort bas du moteur selon l'invention. Avec référence à la figure le moteur selon l'invention est constitué d'un cylindre à deux chambres cylindriques coaxiales 1 et 2 de diamètres différents. Dans ces deux chambres coulissent avec faible jeu un piston 3 complémentaire guidé par sa partie haute dans la chambre de plus petit diamètre 2 et dans sa partie basse dans la chambre de plus grand diamètre 1. Ce piston 3 est solidaire d'une bielle 4 elle-même reliée à un vilebrequin 5 mu en rotation sous la poussée du piston à chaque explosion. Des ouvertures cylindriques ou lumières d'admission 6 sont prévues dans la partie médiane de la Jupe étroite 7 du piston 3. Au point mort bas du moteur la partie haute de ces lumières affleure la surface supérieure 8 de la chambre 1 ; ces lumières sont donc complètement ouvertes. Des lumières d'échappement 9 sont formées dans la surface périphérique de la chambre 1. Ces lumières sont disposées dans un même plan avec leur partie basse en affleurement de la surface supérieure 10 de la jupe de plus grand diamètre 11 du piston 3 au point mort bas. Les lumières dtadmission ont une hauteur d'environ 8 à 10 mm et les lumières d'échappement une hauteur d'environ 12 à 15 mm. On voit donc que les lumières d'échappement s'ouvrent avant les lumières d'admission, ceci pour permettre le remplissage de la chambre de combustion en air frais (flèche F) comme déjà indiqué plus haut. Naturelement, la hauteur de ces lumières peut être variable suivant les moteurs. La chambre de combustion est équipée d'une bougie d'allumage 12 classique. On peut également prévoir un injecteur de carburant dans la chambre de combustion. La lubrification est assurée par de l'huile- sous pression au niveau des surfaces en frottement des deux jupes du piston. On notera également qu'unie inversion du sens du circuit des gaz dans la chambre de combustion est possible, les lumières 9 devenant lumières dtadmission et les lumières 6 lumieres d'échappement. REVENDICATIONS 1.- Moteur à combustion interne à deux temps, caractérisé en ce qunil comprend au moins un cylindre muni de deux chambres cy h driquei1, 2) coaxiales de diamètres différents, un piston (3) à deux jupes cylindriques (7, 11) de diamètres complémentaires coulissant avec faible jeu dans lesdites chambres, la jupe de plus petit diamètre (7) du piston comportant dans sa partie médiane des lumières d'admission (6), la première chambre (1) de plus grand diamètre formant chambre de combustion tandis que la seconde (2) disposée au-dessus de la première et ouverte à son extrémité supérieure assure l'arrivée des gaz d'admission, ceux-ci étant amenés dans la première chambre (1) au point mort bas du cycle de rotation du moteur par l'intermédiaire desdites lumières d'admission (6) et les gaz brûlés étant évacués par lintermé- diaire de lumières dtéchappement (9) disposées à la base de la première chambre (1). 2.- Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sens du parcours des gaz peut être inversé. 3.- Moteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'axe de la tête de bielle 4 est solidaire de la jupe étroite (7) du piston (3). 4.- Moteur selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lubrification est assurée par de l'huile sous pression répartie sur les surfaces en frottement des deux jupes (7, 11) du piston (3). 5.- Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lumières d'admission (6) se trouvent juste sous la surface inférieure (8) de la chambre (1) au point mort bas du cycle du moteur. 6.- Moteur selon des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les lumièresd'échappement (9)se trouvent juste au-dessus de la surface (10) du piston au point mort bas du cycle de rotation du moteur. 7.- Moteur selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lumières d'admission (6) sont biseautées. 8.- Moteur selon l'une des revendications précé dentes, caractérisé en ce que la chambre de combustion (1) contient au moins une bougie d'allumage (12) ou un injecteur de carburant. 9.- Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gaz d'admission sont précomprimés, par exemple par un compresseur ou un turbocompresseur.