Brevet FR2597549A1 — publié le 19871023

La présente invention a pour objet un collecteur d'échappement de moteurs à deux temps à lumière d'échappement commandée, qui par sa conception réduit le bruit d'échappement et permet en même temps d'améliorer 5 les caractéristiques couple de rotation- vitesse de rotation. L'invention peut s'appliquer notamment à des motocycles comportant un ou plusieurs cylindres disposés de manière quelconque. On connaît des solutions techniques selon le DR-C 10 316 922 et DE-C 2 551 823, dans lesquelles, pour commander l'avance à l'échappement et pour abaisser le bruit en donnant une forme appropriée aux lumières d'échappement, on doit progressivement abaisser la pression dans la chambre de combustion. A cet effet, les 15 lumières d'échappement sont évasées en forme de rainure ou de coin au-delà de leur limite supérieure en direction de l'axe vertical du cylindre, de sorte que dans son mouvement de descente, le piston libère progressivement la section transversale d'échappement, ce qui réduit la 20 pression dans le cylindre, avec une certaine temporisation, et permet d'éviter de fortes amplitudes de pression dans l'échappement. On connait en outre un procédé destiné à réduire le bruit selon le DE-A-3 100 851, dans lequel la lumière 25 d'échappement est également élargie vers le haut en direction de l'axe vertical du cylindre, par une forme en rainure ou en V, de sorte qu'une libération progressive de la lumière lors de la course descendante du piston permet de réduire les fortes amplitudes de pression qui 30 provoquent le bruit. Ces solutions connues ont en commun l'inconvénient que la compensation progressive de pression entre la chambre de combustion et le tuyau d'échappement monté en aval n'est commandée que par la forme de la surface de 35 section transversale de la lumière d'échappement dans le cylindre et que la variation de la pression n'est considérée qu'en fonction de la surface d'ouverture de l'échappement libérée. D'autres facteurs d'influence 5 agissant dans une large mesure sur le diagramme pressiontemps, tels que la forme spatiale du collecteur d'échappement et la variation de la surface de section transversale du collecteur d'échappement dans le sens de propagation des gaz s'échappant, n'ont pas été pris en 10 compte. C'est la raison pour laquelle l'effet de la réduction du bruit d'échappement n'a pu être constatée jusqu'à présent que pour les faibles vitesses de rotation. En outre, la technique des moteurs impose des limites aux élargissements considérables de la lumière 15 d'échappement, tandis qu'une réduction de la hauteur initiale de la lumière, telle qu'elle a été constatée, s'accompagne généralement d'un plus mauvais taux de remplissage du cylindre. L'invention a pour but de réduire le bruit 20 d'échappement des moteurs à deux temps à lumière commandée, en conformant le collecteur d'échappement de manière à éviter des phénomènes subits de détente des gaz et en même temps à améliorer les caractéristiques couple de rotation-vitesse de rotation ainsi qu'à réduire la 25 consommation de carburant, tout au moins en partie. L'invention se propose d'empêcher une détente subite des gaz de combustion dans le collecteur d'échappement et de conformer ce dernier pour que le diagramme pressiontemps des gaz soit tel que l'efficacité du mouvement des 30 gaz s'en trouve accrue. Ce but est atteint suivant l'invention en ce que la paroi supérieure du collecteur forme avec les parois latérales et le piston un tronçon de détente présentant une section transversale de passage, qui s'élargit de 35 manière constante et non linéaire dans le sens de l'écoulement et dont les dimensions sont commandées à proximité des cylindres par le piston, en fonction de sa course, et en ce que la paroi supérieure du collecteur forme avec l'axe longitudinal du cylindre, à la limite 5 supérieure de la lumière d'échappement, un angle de 30 au maximum et est ensuite de forme convexe dans le sens de l'écoulement. Pour augmenter la section transversale de passage dans le collecteur d'échappement, à proximité du point 10 mort bas, la limite inférieure de la lumière d'échappement est située plus bas que le bord supérieur de commande du piston au point mort bas. La paroi inférieure de collecteur qui prolonge la limite inférieure de la lumière d'échappement, est ainsi de 15 préférence rectiligne. Lors de la course de descente du piston, la lumière d'échappement, de préférence non élargie au-delà de sa limite supérieure, s'ouvre en même temps sur pratiquement toute sa largeur, de sorte que les gaz d'échappement 20 pénètrent sans saut de section dans le tronçon de détente formé par la paroi supérieure du collecteur, les parois latérales du collecteur d'échappement et le piston, et se détendent proportionnellement à la section transversale de passage de plus en plus grande dans le sens de 25 l'écoulement. Les dimensions de la section transversale de passage sont essentiellement déterminées par la paroi supérieure de collecteur qui est convexe. Lorsque le piston continue de descendre, la section transversale du tronçon de 30 détente formée par la paroi supérieure de collecteur, les parois latérales du collecteur d'échappement et le piston, augmente constamment, mais dans une moindre mesure que la surface de section transversale de la lumière d'échappement libérée par le piston. L'onde de 35 pression qui se forme dans le collecteur d'échappement au 2597549- cours de la détente des gaz de combustion présente donc une variation pression-temps plus favorable pour soutenir le mouvement des gaz que dans les configurations connues du collecteur d'échappement. Avec un dispositif d'échappement adapté,on obtient que l'onde de pression en retour parvient e4ans le cylindre avant que le piston ne ferme la 1 ère d'échappement dans sa course de remontée. Grâce à l'a de collecteur débouchant & proximité du cylindre selon un 10 angle de 30' au maximum par rapport & l'axe longitudinal du cylindre, on peut utiliser pour l'alimentation suivante une partie beaucoup plus importante de l'énergie cinétique de l'onde de pression en retour que dans les solutions connues; la caractéristique couple de rotation\ 15 vitesse de rotation s'en trouve ainsi améliorée et la consommation de carburant en partie réduite. Avec un dispositif de ce type et une telle configuration du collecteur d'échappement, l'opération de détente des gaz dans le collecteur d'échappement est 20 étalée dans le temps et le diagramme pression-temps est déterminé dans une large mesure par la variation de la surface de section transversale du collecteur d'échappement. Etant donné que cette configuration du collecteur d'échappement n'augmente pas la résistance à l'écoulement des gaz et ne nécessite pas une grande 25 avance du début de l'ouverture d'échappement, le domaine d'application de la solution suivant l'invention s'étend à des moteurs de grande puissance spécifique dont on doit réduire le bruit d'échappement tout en améliorant les 30 caractéristiques couple de rotation-vitesse de rotation et en réduisant la consommation de carburant. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif au dessirn annexé. La figure unique est une coupe longitudinale d'un cylindre d'un moteur à deux temps à lumière d'échappement commandée. Dans le corps de cylindre 1 est logée une chemise de cylindre 2 par ajustement serré de manière que sa position ne puisse varier. La position axiale de la chemise 2 est fixée par un collet monté d'un côté. 10 L'évidement 4 pratiqué dans la chemise 2 relie l'entrée 5 au carter du moteur, tandis qu'au moins une ouverture de transfert 6 relie le carter à la chambre de combustion. La lumière d'échappement 7 constitue la liaison entre la chambre de combustion et le collecteur d'échappement 8. 15 La limite supérieure 9 de la lumière d'échappement 7 qui constitue le bord de commande du courant des gaz d'échappement, est de préférence droite et à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du cylindre. La limite supérieure 9 de la lumière d'échappement 7 se prolonge 20 dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, par le collecteur d'échappement 8 dont la paroi supérieure 10 est convexe et forme avec les parois latérales, de préférence rectilignes, un élargissement constant, non linéaire du collecteur d'échappement 8. La limite 25 inférieure 11 de la lumière d'échappement 7 se trouve audessous du bord supérieur de commande du piston 12 au point mort bas. La limite inférieure 11 de la lumière d'échappement 7 se prolonge par la paroi inférieure 13 du collecteur 30 qui est de préférence rectiligne. Le piston 12 forme avec la paroi supérieure 10 de collecteur et les parois latérales du collecteur d'échappement 8 à proximité de la sortie 15 dans la chambre de combustion, un tronçon de détente dont la section transversale de passage varie en fonction de la course de piston 12. La position de la paroi supérieure 10 du collecteur est telle qu'un plan (fictif) appliqué contre la limite 5 supérieure 9, forme avec l'axe longitudinal du cylindre un angle qui est égal ou inférieur à 300. L'axe 14 du collecteur d'échappement 8 forme à proximité immédiate de sa sortie 15 dans la chambre de combustion, avec l'axe longitudinal du cylindre, un angle 10 qui est égal ou inférieur à 300. REVENDICATIONS 1. Collecteur d'échappement de moteurs à deux temps 5 à lumière d'échappement commandée, caractérisé en ce que la paroi supérieure (10) du collecteur forme avec les parois latérales et le piston (12) un tronçon de détente présentant une section transversale de passage qui s'élargit de manière constante et non linéaire, dans le 10 sens de l'écoulement, et dont les dimensions sont commandées à proximité des cylindres par le piston (12), en fonction de sa course, et en ce que la paroi supérieure (10) du collecteur forme avec l'axe longitudinal du cylindre, à la limite supérieure (9) de 15 la lumière d'échappement (7), un angle de 300 au maximum et est ensuite de forme convexe dans le sens de l'écoulement. 2. Collecteur d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la limite inférieure (11) de la 20 lumière d'échappement (7) se trouve au-dessous du bord supérieur de commande du piston (12) au point mort bas. 3. Collecteur d'échappement selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section transversale du tronçon de détente formée par la paroi supérieure (10) du 25 collecteur, les parois latérales et le piston (12), augmente constamment au cours de l'ouverture de la lumière d'échappement moins que n'augmente la surface de section transversale de la lumière d'échappement libérée par le piston (12). x