Brevet FR2578910A2 — publié le 19860919

FR 2578910 A2 19860919 FR 8512262 A 19850809 Moteur à deux temps. L'invention concerne un moteur à deux temps équipé d'un carburateur commandé par papillon des gaz et d'un carter de vilebrequin sans cesse soumis alternativement à une surpression et à une dépression, dans lequel un organe de commande pneumatique, déplaçable sous l'effet d'un signal dépendant de la vitesse de rotation du moteur, se trouve, quant à la pression qui y règne, en communication par l'intermédiaire d'un clapet avec l'espace intérieur du carter de vilebrequin et dont l'organe de manoeuvre commandé est relié à un élément à manoeuvrer, en parti- culier le papillon des gaz du carburateur. Dans un moteur à deux temps de ce genre, les ondes de dépression et de surpression occasionnées par le mou- vement de va-et-vient du piston dans le carter de vile- brequin sont utilisées pour commander un système auxi- liaire pneumatique pour des servo-fonctions, en parti- culier pour le réglage et/ou la limitation de la vitesse de rotation du moteur. A cet effet est prévu un organe de commande pneumatique qui se trouve en relation de pression, à travers un clapet, avec l'espace inté- rieur du carter de vilebrequin et dont l'organe de manoeuvre commandé est relié au papillon des gaz du carburateur. L'excitation de l'organe de commande pneu- matique dépend de la vitesse du moteur. Le but de l'invention est de perfectionner un moteur à deux temps du genre ci-dessus de façon à obtenir, pour l'excitation de l'organe de commande pneumatique, un signal nonéquivoque présentant des tolérances étroites relativement à la vitesse du moteur. Ce but est atteint selon l'invention en ce que le clapet est réalisé sous la forme d'une soupape de réglage à résonance comportant un vibreur à masse et une membrane étanche manoeuvrable par l'intermédiaire decelui-ci en fonction de la fréquence d'oscillation, dont le bottier est solidarisé à un élément de bâti du moteur. Selon une caractéristique secondaire de l'invention, le boîtier de la soupape de réglage à résonance comporte une chambre d'entrée munie d'une ouverture d'entrée pour une conduite de pression en provenance du carter de vilebrequin et une chambre de sortie munie d'une ouver- ture de sortie pour une conduite de commande conduisant à un organe de commande pneumatique. Selon une autre caractéristique, la chambre d'entrée et la chambre de sortie sont séparées, dans le boîtier de la soupape de réglage à résonance, par une paroi inter- médiaire qui présente une ouverture de passage obturable par la membrane étanche. Avantageusement, la membrane étanche est disposée dans la chambre d'entrée du boîtier, adjacente à la paroi intermédiaire en pouvant se soulever dans la région de l'ouverture de passage, et elle est constituée par une tôle métallique mince. Dans un mode de réalisation de l'invention, le vibreur à masse est prévu dans la chambre de sortie du boîtier et comporte un organe de manoeuvre pouvant pénétrer dans l'ouverture de passage de la paroi intermédiaire pour ouvrir la membrane étanche. Avantageusement dans ce cas, le vibreur à masse de la soupape de réglage à résonance est réalisé essentiellement comme un pendule et comprend un corps oscillant disposé à une extrémité libre d'un corps de ressort en forme de lame ou de tige, dont l'autre extrémité est solidarisée à une paroi du boîtier, tandis que le corps de ressort du vibreur à masse est disposé parallèlement à la paroi intermédiaire du boîtier et que le corps oscillant, l'organe d'actionnement pour la membrane étanche et l'ouverture de passage dans la paroi intermédiaire sont prévus à proximité de la paroi du boîtier opposée à l'extrémité immobilisée du corps de ressort. L'invention prévoit également que la soupape de réglage à résonance est disposée sur une console d'appui prévue sur la paroi du carter de vilebrequin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée et des dessins annexés relatifs à des exemples de réalisation. Dans les dessins: - - la figure 1 est une vue latérale en coupe d'un moteur à deux temps selon l'invention muni d'un dispositif de réglage de vitesse dépendant de la fréquence; et - la figure 2 est une vue de côté en coupe d'une sou- pape de réglage à résonance représentée à plus grande échelle pour le réglage de vitesse du moteur à deux temps de la figure 1. Le moteur à deux temps 1 conforme à l'invention comporte un cylindre 3 muni d'ailettes de refroidissement 2. Le cylindre 3 se raccorde à une paroi 7 du carter de vi- lebrequin 8 par sa partie inférieure 5 de la paroi 6 opposée à la culasse 4. Un vilebrequin 9 est monté rotatif dans le carter de vilebrequin 8. Sur le vilebre- quin 9 se trouve une bielle 10 avec un piston 11 à mouvement alternatif. Dans l'exemple de réalisation représenté, le piston 11 se trouve à son point mort haut. En raison des mouve- ments alternatifs du piston 11, différentes ondes de pression sont produites dans l'espace intérieur 12 du carter de vilebrequin 8, donnant naissance alternative- ment tantôt à une dépression, tantôt à une surpression. Dans la partie inférieure 5 de la paroi 6 du cylindre 3 est prévu un orifice 13 disposé de façon à être dépassé par le piston 11 lorsque celui-ci se trouve comme repré- senté dans la zone de son point mort haut. Le bord infé- rieur 14 du piston 11 se trouve ainsi au-dessus de l'ori- fice 13 dans cette position du piston 11 de sorte que cet orifice est ouvert ou dégagé et communique avec l'espace intérieur 12 du carter de vilebrequin 8. Une conduite de pression 15 mène de l'orifice 13 du cylindre 3 à une soupape de réglage à résonance 16. La soupape 16 est fixée par liaison soudée sur une console d'appui 17 qui, à son tour, est liée directement de façon rigide à la paroi 7 du carter de vilebrequin 8. En raison de cette liaison rigide, les oscillations émanant du moteur ou du carter de vilebrequin 8 sont transmises directement à la soupape de réglage à réso- nance 16, qui s'ouvre grâce à ces oscillations pour une fréquence de résonance ou une amplitude d'accélération pouvant être exactement prédéterminée. La soupape de réglage à résonance 16 possède un boîtier 18 présentant une ouverture d'entrée 19 et une ouverture de sortie 20. Dans le boitier 18 est prévue un vibreur à masse 21 qui peut se déplacer vers une membrane étanche 23 en traversant une paroi intermédiaire 22. La conduite de pression 15 réalisée comme une conduite tubulaire est raccordée à l'ouverture d'entrée 19 du bottier 18. En aval de la soupape de réglage à résonance 16 est disposé un organe de commande pneumatique 24 réagissant à la dépression, relié à la soupape 16 par l'intermé- diaire d'une conduite de commande 25. A cet effet, la conduite de commande 25 mène de l'ouverture de sortie 20 de la soupape de réglage à résonance 16 jusqu'à l'entrée 26 de l'organe de commande pneumatique 24. L'organe de commande pneumatique 24 peut, de préférence, être réalisé comme un soufflet 27, en caoutchouc ou en matière plas- tique. Au lieu d'être formé d'un soufflet, l'organe de commande pneumatique 24 peut aussi par exemple être réalisé comme un ensemble piston-cylindre, le piston coulissant axialement dans le cylindre pneumatique en cas de variation de pression. A l'organe de commande pneumatique 24 est en outre raccordée une conduite d'aération 28 munie d'un étran- gleur de veine d'air 29. La conduite d'aération 28 provient d'un orifice transversal d'un venturi 31 du carburateur. La conduite d'aération 28 est reliée à la conduite de commande 25 par l'intermédiaire du soufflet 27. A l'extrémité supérieure opposée du soufflet 27 se trouve un organe de manoeuvre commandé 32, réalisé de préférence comme un levier de papillon 34 pouvant bascu- ler autour d'un axe 33. Au levier de papillon 34 est associé un élément de ressort 35 agissant dans le sens de l'ouverture du papillon non représenté en détail d'un carburateur qui n'est pas non plus représenté en détail. Une extrémité du levier de papillon 34 est articulée au soufflet 27 par un levier de liaison 36 qui le soutient sensiblement perpendiculairement. A l'autre extrémité du levier de papillon 34 est prévue une barre de tirage 37 pour un actionnement manuel du papillon des gaz. Le papillon se ferme par compression du soufflet 27 quand on actionne la barre de tirage 37 vers le haut dans le sens de la flèche. En cas d'actionnement de la barre de tirage 37 vers le bas dans le sens opposé, le papillon des gaz est libéré et s'ouvre sous la force de l'élément de ressort 35. La figure 2, en particulier, montre clairement que le boitier 18 de la soupape de réglage à résonance 16 comporte deux chambres, à savoir une chambre d'entrée 38 et une chambre de sortie 39, qui sont séparées par la paroi intermédiaire 22. La chambre d'entrée 38, qui présente l'ouverture d'entrée 19 pour la conduite de pression 15, est réalisée sensiblement plus petite que la chambre de sortie 39, à l'ouverture de sortie 20 de laquelle est raccordée la conduite de commande 25 menant à l'organe de commande pneumatique 24. Le vibreur à masse 21 prévu dans la chambre de sortie 39 est réalisé à peu près à la manière d'un pendule et possède un corps de ressort intrinsèquement rigide 40, qui peut de préférence être réalisé comme ressort à lame de forme rectangulaire plate ou comme fil d'acier à ressort. L'une des extrémités 41 du corps de ressort 40 est fixée à la paroi 42 située à gauche dans les dessins du boîtier 18. Le corps de ressort 40 est monté dans la chambre de sortie 39 de façon à s'étendre à peu près dans sa zone médiane parallèlement à la paroi intermé- diaire 22. A l'extrémité libre du corps de ressort 40 opposée à l'extrémité encastrée 41 est disposé un corps oscillant 43 qui se trouve à proximité de la paroi 44 à droite dans les dessins du bottier 18. Sur le corps oscillant 43 est prévu un élément d'actionnement 45 en forme de broche qui s'étend transversalement au plan du corps de ressort 40 et est disposé de façon à pouvoir osciller en pénétrant dans une ouverture de passage 46 de la paroi intermédiaire 22 pour une fréquence de résonance déter- minée du vibreur à masse 21. La membrane étanche 23 située dans la chambre d'entrée 38 du bottier 18 peut, de préférence, être constituée par une tôle métallique mince, par exemple en acier spécial inoxydable. La membrane étanche 23 fixée d'un seul côté est directement adjacente à la paroi intermé- diaire 22 et recouvre l'ouverture de passage 46. Dans cette zone de l'ouverture de passage 46, la membrane étanche 23 peut se soulever de la paroi intermédiaire 22, quand l'élément d'actionnement 45 du vibreur à masse 21 oscille en pénétrant dans l'ouverture de passage 46 et frappe la membrane étanche 23, ce qui libère briève- ment l'ouverture de passage 46. Le vibreur à masse 21 encastré à une extrémité est conçu, en particulier quant à ses dimensions géométri- ques, de façon que sa fréquence de résonance se situe à quelques tours audessus de la vitesse de régulation souhaitée du moteur à deux temps 1. La membrane étanche 23 également de préférence fixée d'un côté fait que, par l'obturation de l'ouverture de passage 46, aucune liaison n'existe vers l'espace intérieur du soufflet 27. La soupape de réglage à résonance 16 est excitée par la fréquence fondamentale du moteur et est à cet effet liée rigidement au système moteur par l'intermédiaire de la console d'appui 17. Quelques tours avant la fréquence de résonance elle-même, le renforcement de l'amplitude induite est déjà si grand que le vibreur à masse 21 pénètre dans l'ouverture de passage 46 par son élément d'actionnement 45 et ouvre la membrane étanche 33 une fois par oscillation. Un avantage substantiel de la soupape de réglage à résonance 16 est qu'elle peut fournir un signal non équivoque défini avec précision pour la régulation de vitesse, signal pratiquement indépendant de l'accélération excitatrice. Dans le mtteur à deux temps 1 existe, pendant toute la durée d'ouverture de l'orifice 13, une dépression qui est également présente, pendant la marche du moteur, dans la conduite de pression 15 menant à la soupape de réglage à résonance 16. Quand la vitesse du moteur 1 s'élève trop haut, des fréquences d'oscillations telles apparaissent dans la soupape de réglage à résonance 16 que le vibreur à masse 21 soulève la membrane étanche 23 de l'ouverture de passage 46. Ceci met en communication la conduite de pression 15 et la conduite de commande 25. La dépression s'établit ainsi également dans la conduite de commande 25 et dans le soufflet 27, qui se contracte alors et déplace le levier de papillon 34 dans le sens de la fermeture du papillon des gaz. 257891G Après que la vitesse du moteur 1 s'est réduite en consé- quence, l'amplitude d'oscillation du vibreur à masse 21 diminue, de sorte que la membrane 23 obture de nouveau l'ouverture de passage 46. Lorsque la soupape de réglage à résonance 16 est fermée, le soufflet 27 est mis à l'air libre à travers l'étrangleurde veine d'air 29, de sorte qu'il se dilate de nouveau et ouvre de façon correspon- dante le papillon des gaz. L'étrangleur de veine d'air 29 est conçu de façon à ne pas gêner l'établissement de la dépression dans le soufflet 27 lorsque la soupape 16 est ouverte. La mise à l'air du soufflet 27 s'effectue par l'orifice transversal 30 dans le venturi 31 du carburateur. Ainsi, au début du processus de régulation, quand le papillon des gaz est encore ouvert et que seulement une faible dépression règne dans le carter de vilebrequin 8, une dépression préalable est obtenue dans l'étrangleur de veine d'air 29 à cause de l'air aspiré à vitesse élevée dans le venturi 31. Cette dépression préalable amenée par la conduite d'aération 28 et par l'étrangleur de veine d'air 29 aide à l'établissement de la dépression dans le soufflet 27. Revendications. 1. Moteur à deux temps équipé d'un carburateur commandé par papillon des gaz et d'un carter de vilebrequin sans cesse soumis alternativement à une surpression et à une dépression, dans lequel un organe de commande pneumati- que (24), déplaçable sous l'effet d'un signal -dépendant de la vitese de rotation du moteur, se trouve, quant à la pression qui y règne, en communication par l'intermé- diaire d'un clapet (16) aveC l'espace intérieur (12) du carter de vilebrequin (8) et dont l'organe de manoeuvre commandé (32) est relié à un élément à manoeuvrer, en particulier le papillon dès gaz du carburateur, carac- térisé en ce que le clapet est réalisé sous la forme d'une soupape de réglage à résonance (16) comportant un vibreur à masse (21) et une membrane étanche (23) manoeu- vrable par l'intermédiaire de celuirci en fonction de la fréquence d'oscillation, dont le bottier (18) est soli- darisé à un élément de bâti du moteur. - 2. Moteur à deux temps selor la revendication 1, carac- térisé en ce que le boitier (18) de la soupape de réglage à résonance (16) comporte une chambre d'entrée (38) munie d'une ouverture d'entrée (19) pour une conduite de pression (15) en provenance du carter de vilebrequin (8) et une chambre de sortie (39) munie d'une ouverture de sortie (20) pour une conduite de commande (25) conduisant à un organe de commande pneumatique (24). 3. Moteur à deux temps selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre d'entrée (38) et la chambre de sortie (39) sont séparées, dans le boîtier (18) de la soupape de réglage à résonance (16), par une paroi intermédiaire (22) qui présente une ouverture de passage (46) obturable par la membrane étanche (23). 257891C 4. Moteur à deux temps selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la membrane étanche (23) est disposée dans la chambre d'entrée (38) du boîtier (18), adjacente à la paroi intermédiaire (22) en pouvant se soulever dans la région de l'ouverture de passage (46). 5. Moteur à deux temps selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que. la membrane étanche (23) de la soupape de réglage à résonance (16) est constituée par une tôle métallique mince. 6. Moteur à deux temps selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le vibreur à masse (21) est prévu dans la chambre de sortie (39) du boîtier (.18) et comporte un organe de manoeuvre (45) pouvant pénétrer dans l'ouverture de passage (46) de la paroi intermé- diaire (22) pour ouvrir la membrane étanche (23). 7. Moteur à deux temps selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le vibreur à masse (21) de la soupape de réglage à résonance (16) est réalisé essen- tiellement comme un pendule et comprend un corps oscil- lant (43) disposé à une extrémité libre d'un corps de ressort (40) en forme de lame ou.de tige, dont l'autre extrémité (41) est solidarisée à une paroi (42) du boîtier (18). 8. Moteur à deux temps selon la revendication 7, carac- térisé en ce que le corps de ressort (40) du vibreur à masse.(21) est disposé parallèlement à la paroi intermé- diaire (22) du boîtier (18) et que le corps oscillant (43), l'organe d'actionnement (45) pour la membrane étanche (23) et l'ouverture de passage (46) dans la paroi intermédiaire (22) sont prévus à proximité de la paroi (44) du boîtier (18) opposée à l'extrémité immobi- lisée (41) du corps de ressort (40). 9. Moteur à deux temps selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la soupape de réglage à réso- nance (16) est disposée sur une console d'appui (17) prévue sur la paroi (7) du carter de vilebrequin (8).