Brevet FR2594888A1 — publié le 19870828

La présente invention est relative aux moteurs thermiques et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif pour relancer un moteur par suralimentation à bas régime en lui permettant de reprendre rapidement une vitesse normale après une décélération. Sur un moteur traditionnel, à la suite d'une décélération, lorsque la vitesse de rotation est tombée et que ie pilote redonne des gaz, le moteur doit reprendre son régime de fonctionnement normal pour pouvoir entrainer correctement le véhicule. Pour cela, seul son effet de pompe peut lui permettre d'aspirer des gaz frais qui lui permettront de l'accélérer jusqu'au moment où il atteindra son régime de fonctionnement optimal. Ceci ne peut guère se faire lorsque le moteur est en charge et le pilote se trouve dans l'obligation, lorsque le régime est tombé trop bas, en sortie de virage par exemple, de rétrograder de un ou plusieurs rapports. On a cherché depuis longtemps à combler ce handicap en adaptant aux différentes sortes de moteurs des dispositifs dits de suralimentation. Ces dispositifs transforment la dépression régnant dans l'admission du moteur en fonctionnement en une surpression, ce qui a pour effet de laisser jouer au moteur son rôle actif et de donner au dispositif de suralimentation un rôle d'acheminement des gaz frais jusque dans les cylindres du moteur, voire de le gaver pour augmenter son rendement. Pour ce faire, on connait deux dispositifs - le compresseur volumétrique, qui apporte effectivement un avantage certain en matière de rendement, mais il a également pour effet de consommer une puissance relativement importante, ce qui se traduit par une consommation accentuée. D'autre part, son bon fonctionnement est directement tributaire du régime moteur, ce qui se traduit par un fonctionnement correct à moyen et haut régime mais médiocre à bas régime, - le turbo-compresseur qui, pour son fonctionnement, n'a pas besoin d'être entrainé par le moteur, mais par la charge que constituent les gaz d'échappement. L'inconvénient est que celui-ci ne fonctionne que lorsque le moteur tourne déjà relativement vite.En-dessous d'un certain régime, il n'a plus aucun effet, ce qui se traduit concrètement par un "trou" à l'accélération qui dure le temps nécessaire au moteur pour reprendre assez de vitesse et que le turbo-compresseur se mette en marche. Ceci a pour effet de causer une arrivée etrêment brutale de la puissance disponible puisque le moteur passe d'un état de pénurie à un état de suralimentation. L'invention vise à surmonter ces inconvénients et insuffisances en proposant un procédé et un dispositif de suralimentation selon lesquels on utilise le moteur lui-même dans sa phase passive de décélération pour aspirer de l'air et l'emmagasiner dans un réservoir pour le réinjecter dans l'admission du moteur dès la remise des gaz pour le suralimenter durant un certain temps de l'ordre de quelques secondes, et lui permettre ainsi de rependre rapidement de la vitesse,. un couple élevé et une bonne souplesse d'utilisation dès les plus bas régimes. Les caractéristiques de l'invention reprises dans les revendications et certains avantages apparaitront à la lumière de la description qui suit et pour l'intelligence de laquelle on se reférera aux dessins, dont - la figure 1 illustre schématiquement un dispositif selon l'invention appliqué à un moteur à quatre temps, - la figure 2 représente une variante de l'invention appliquée à un moteur à deux temps. Selon les modes d'exécution préférentiels représentés aux figures 1 et 2 et où les mêmes organes ou organes correspondants portent les mêmes références numériques, le moteur comporte une conduite d'admission complémentaire 1 munie d'une commande 2 d'ouverture et fermeture ar-antageusement actionnée comme tous les dispositifs d'ouverture et fermeture, sauf les clapets anti-retour, dont il sera question plus loin, directement ou indirectement par la pédale d'accélérateur (non représentée), par exemple mécaniquement ou électro-mécaniquement. Lorsque l'on coupe les gaz, l'admission 1 s'ouvre, le moteur toujours élancé continue à aspirer, mais le carburateur 20 étant fermé, il aspire l'air par la conduite d'admission 1. Le cylindre du moteur peut se remplir de cet air. L'échappement 21 de celui-ci est muni d'un papillon ou valve de fermeture 3 obstruant l'échappement dès le relâchement de l'accélérateur pour qu'au moins une partie de l'air aspiré et comprimé dans le cylindre ne puisse réchapper par cet orifice. Simultanément, la ou les soupapes 4 d'admission du moteur à quatre temps (figure 1) ou une soupape installée dans la culasse 22 du moteur à deux temps (figure 2) se sont ouvertes par l'action d'un lève-soupape 5 qui peut être du type de ceux que l'on trouve maintenant sur les moteurs à quatre temps de grosse cylindrée de motos. La ou les soupapes 4 restent ouvertes durant toute la durée de la décélération. Dans le zesteur à deux temps, l'air aspiré passe par le bas-moteur 23, revioint le haJt-no.-eur 2a pdr des transferts 25 et s'échappe par le conduit libéré par l'ouverture de la soupape 4. Dans le moteur à quatre temps, l'air est aspiré par le conduit d'admission 1 lorsque le piston 26 descend et il est refoulé dans le même conduit lorsque le piston 26 remonte. Un clapet anti-retour 6 devra être installé dans le conduit d'admission de ce moteur à quatre temps de façon que l'air aspiré ne puisse être refoulé par où il est venu et ceci, le plus. près possible du ou des cylindres 27 de façon que le volume des conduits en relation directe avec le ou les cylindres 27 ne diminue pas le rendement du dispositif et par là même, celui du moteur. Le haut-moteur 24 est relié à un réservoir 7 par un conduit 8 également équipé d'un clapet anti-retour 9 pour que l'air envoyé dans le réservoir 7 ne revienne pas en arrière lors d'une nouvelle aspiration. Celui-ci devra être installé le plus près possible du moteur. Le réservoir 7 est d'un volume calibré d'après le temps moyen de décélération et le ralentissement de la vitesse du moteur durant les décélérations. Le réservoir 7 est muni d'une soupape de sécurité 10 tarée à une pression supportable par ce réservoir 7 et le moteur afin de limiter la pression dans les cas où la décélération serait de durée exceptionnellement longue. La pression maximale optimale devrait correspondre approximativement au taux de pression du moteur. Selon un mode d'exécution préférentiel, le réservoir 7 sera muni d'un piston flottant ll sollicité contre la pression par un ressort. Ce piston 11, en se déplaçant à l'intérieur du réservoir 7 au fur et à mesure de la poussée de l'air envoyé par le moteur, détermine un volume variable à l'intérieur de celui-ci, ce qui'a pour effet de maintenir une pression pratiquement constante dans le réservoir 7 durant toute la décélération et durant la phase de vidange ultérieure. Le réservoir 7 est muni d'un orifice 12 de sortie de l'air emmagasiné. Sur cette sortie 12, est montée une vanne de décharge rapide 13. Celle-ci est ouverte dès la remise des gaz. A la suite de cette vanne 13 se trouve une détendeur 14 servant à réguler la pression secondaire par rapport à la pression de sortie du réservoir 7. Ce détendeur 14 est équipé d'un manomètre 15 de pression secondaire. Sur ce détendeur 14, vient en outre se brancher un conduit d'acheminement 16 de l'air vers l'admission normale du moteur. A la remise des gaz, lorsque la vanne 13 s'ouvre, l'air passe du réservoir 7 dans le détendeur li, en ressort sous une certaine pression, chemine 16 vers l'sd---icsion en passant dans un boitier 17 situé entre le filtre d'air et le 1 crjrteur 29 lou le papillon d'admission s'il s'agit d'un moteur à injection). Ce boitier 17 est équipé d'une boite à clapets 18 afin d'éviter la fuite de cet air vers le filtre à air ou vers le turbo compresseur s'il s'agit d'un moteur ainsi équipé. L'air pénétré dans le carburateur 20 où il est carburé s'il s'agit d'un moteur ainsi équipé et chemine au travers de la conduite d'admission traditionnelle vers le moteur. A ce moment, ladmissionest fermée, elle se referme dès la remise des gaz. Dans le même temps, ltéchap- pement est également démasqué. Sur le moteur à deux temps, la soupape se referme définitivement jusqu'à la prochaine décélération tandis que sur le moteur à quatre temps, elle reprend son fonctionnement normal. Le cycle recommence dès que l'air carburé pénètre dans le ou les cylindres 27, mais à la différence que cet air n'y parvient pas du fait de l'aspiration du moteur, donc en faible quantité si celui-ci ne tourne pas vite, mais sous une certaine pression et en plus grande quantité que le moteur ne peut normalement en consommer au départ. Celui-ci se trouve alors en état de suralimentation jusqu'à ce que le réservoir 7 se vide. A ce moment, le moteur aura repris une vitesse suffisante pour jouer correcte ment son propre rôle de pompe ou pour mettre en marche son turbo compres seur éventuel. Le dispositif entrera à nouveau en fonctionnement dès qu'il y aura une nouvelle décélération. Dans ce qui précède, il est clair que pour avoir son effica cité maximale, le dispositif doit fonctionner, le moteur étant entrainé en décélération, conlme frein-moteur, c'est-à-dire entrainé par l'inertie du véhicule, une vitesse étant enclenchée. Le dispositif a été décrit ici dans le but d'un rendement optimal. Selon une variante et en vue d'en simplifier la construction, il est possible par exemple d'éviter la fermeture de l'échappement 21. Ceci aurait pour conséquence de diminuer de l'ordre de 50 Ó le rendement du dispositif, de supprimer le piston flottant 11 dans le réservoir 7, ce qui déstabiliserait sensiblement l'écoulement de l'air, ou bien de supprimer l'admission complémentaire 1 sur le moteur à deux temps ; de cette façon, l'air serait aspiré par l'échappement au moment de la descente du piston 26, mais ce serait un air saturé par des déchets de combustion se trouvant dans l'échappement. I1 serait également possible d'aspirer de l'air carburé au travers du carburateur 20, mais cela au détriment de la sécurité.D'autres simplifications peuvent etre adoptées mais au détriment du rendement. le dipoitif déciit contribue également à un meilleur refroidissererit du moteur. Dans le cas de son utilisation sur un moteur à turbo compresseur, il annule le caractéristique "trou" à l'accélération. Le dispositif a également comme caractéristique de permettre un emmagasinement double de la consommation durant un nombre de tours donné. Ceci du fait que durant les deux tours que dure le cycle à quatre temps, on aspire et on refoule deux fois un volume d'air égal à la contenance de chaque cylindre 27 donc le double de ce que le moteur peut consommer durant le même nombre de tours. Le bon fonctionnement d'un moteur équipé du dispositif selon l'invention dépendra également de l'adaptation des organes d'alimentation et d'allumage à ce dispositif. I1 conviendra peut-être dans le cas d'un moteur à carburateur 20 de remonter le niveau de la cuve et peut-être même d'installer un dispositif de carburation complémentaire entre le détendeur 14 et le boitier 17. REÙENDICATIONS 1.- Procédé pour relancer un moteur thermique par suralimentation à bas régime après une phase de décélération, caractérisé par le fait que l'on utilise le moteur dans sa phase de décélération pour aspirer (1) une certaine quantité d'air et la refouler (8) pour l'emmagasiner dans un réservoir (7) et que l'oo réinjecte au moins partiellement cette quantité d'air (12 à 17) dans l'admission du moteur lors de la remise des gaz. 2.- Dispositif équipant un moteur thermique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une conduite d'admission d'air complémentaire (1) vers au moins un cylindre (27) du moteur, munie d'une commande (2) d'ouverture et fermeture liée à l'accélérateur du moteur, une conduite (8) de refoulement par le piston (26) du cylindre (27) de cet air hors du cylindre (27), un réservoir (7) pour emmagasiner cet air refoulé, et un circuit de décharge (12 à 17) pour le réinjecter dans l'admission principale du moteur lors de la remise des gaz. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre au moins un lève-soupape (5) pour l'admission d'air complémentaire dans le cylindre (27) actionné en ouverture dès le début d'une décélération du moteur. 4.- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe (3) de fermeture de l'échappement (21) du cylindre (27) s'opposant à cet échappement pendant la phase de décélération. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un clapet anti-retour (6) s'opposant au refoulement par la conduite d'admission (1) de l'air aspiré par le cylindre (27) pendant la phase de décélération. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un clapet anti-retour (9) placé dans la conduite (8) de refoulement du cylindre (27) vers le réservoir (7). 7.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que le réservoir (7) est muni d'un piston flottant (11) sollicité par un ressort de rappel. 8.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que le réservoir (7) est muni d'une soupape de sécurité (10). 9.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que le circuit de décharge (12 à 17) est équipé d'une vanne à décharge rapide (13;. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la vanne à décharge rapide (13) est suivie dans le circuit de décharge d'un détendeur (14) régulateur de la pression de décharge. 11.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé par le fait que le circuit de décharge (12 à 17) comprend un boitier (17) muni de clapets (18) s'opposant à la fuite de l'air en provenance du réservoir (7) hors du circuit d'admission du moteur.