Brevet FR2593230A1 — publié le 19870724

PERFECTIONNEMENT AU DISPOSITIF DE TRANSFERT DES GAZ DANS UN MOTEUR DU TYPE DIT " DEUX TEMPS La présente invention concerne un moteur thermique, et notamment du type dit " moteur deux temps ". Elle est relative plus particulièrement à son dispositif de transfert des gaz. Ce type de moteur est bien connu et est, tel que son cycle se caractérise par une course motrice du piston par tour de villebrequin, une explosion se produisant chaque fois que le piston se trouve au voisinage immédiat de son point mort haut. Un tel moteur est classiquement constitué par un système piston bielle, villebrequin se déplacant dans un ensemble cylindrecarter étanche. Le dit ensemble bielle- villebrequin transformant le mouvement rectiligne alternatif du piston en un mouvement circulaire. Le cylindre d'un tel moteur comporte une lumière d'échappement démasquée par le piston au moment où il atteint sa position basse dite du point mort bas, une lumière d'admission en communication avec le carter moteur, démasquée par le piston au moment où il atteint sa position haute dite du point mort haut. Il comporte entre autre des canaux de transfert mettant en communication la partie supérieure du cylindre avec le carter moteur. A cet effet des lumières de transfert sont démasquées au moment oû le piston est au voisinage du point mort-bas.Compte tenu du peu de place dont on dispose dans ce type de moteur, ces canaux de transfert sont de section limitée, et ils imposent un parcours sinueux aux masses gazeuses, dont ils perturbent l'écoulement. il en résulte le plus souvent un mauvais remplissage du cylindre et un rendement final du moteur altéré. En outre, le fonctionnement d'un moteur deux temps est tributaire du balayage interne qui se produit pendant la phase échappement- transfert, et il est important d'empêcher les fuites intempestives des gaz frais par les lumières d'échappement. Or dans les moteum deux temps classiques, le dit balayage n'est pas très efficace, étant donné que les directions des trajectoires des masses gazeuses sont imposées par des-transferts situés essentiellement latéralement.Ces transferts latéraux n engendrant que peu de mouvement gazeux dans la direction souhaitable. De plus dans la disposition classique, unemasse gazeuse reste emprisonnée sous la partie supérieure du piston. Cette masse gazeuse a pour effet de limiter considérablement le refroidissement du piston, car elle stagne et est constamment réchauffée. Les moteurs selon l'art antérieur sont donc peu performants, consomment beaucoup d'énergie, et ils sont couteux en raison de la complexité des canaux de transfert. La présente invention veut donc remédier à ces inconvénients et propose un perfectionnement au dispositif de transfert des gaz du carter-moteur vers le cylindre. A cet effet, le moteur thermique selon l'invention compprend, d'une part un ensemble constitué par un cylindre comprenant une tubulure d'admission et une tubulure d'échappement, ainsi que des moyens d'allumage, le dit cylindre étant prolongé vers le bas par un carter-moteur, et d'autre part un ensemble mobile constitué par un piston actionnant un villebrequin par l'intermediaire d'une bielle, le dit moteur comprenant par ailleurs des moyens de transfert permettant le passage des gaz du carter-moteur au cylindre, et est caractérisé en ce que le piston comprend les moyens de transfert Selon l'invention le piston possède à sa partie super rieure une ouverture mettant en correspondance de façon sélective, grâce à un système de fermeture le carter-moteur avec la chambre de combustion.Le di-spositif permet d'assurer le transfert direct des gaz donnant ainsi un remplissage optimal du cylindre et donc un meilleur rendement. Notons aussi que ces améliorations sont obtenues avec un concept particulièrement simple, fiable et peu couteux D'autres caractéristiques et avantages de 1 nvention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, qui ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatifs. La figure 1 est une vue schématique d'un moteur deux temps selon l'art antérieur, dans sa phase de cycle dite "aspiration-compression. La figure 2 est une vue montrant ce même moteur dans sa phase de cycle dite "transfert-échappement. L figure 3 est une vue schématique d'un moteur selon l'invention dans sa phase dite "aspiration-compression". La figure 4 est une vue schématique d'un moteur selon ]'invention, dans sa phase dite "transfert-echappement" La figure 5 est une vue partielle montrant un mode de réalisation d'un dispositif de transfert des gaz. La figure 6 représente une variante d'un dispositif de transfert. La figure 7 représente une autre variante. Les figures 1 et 2 représentent un moteur selon l'art antérieur, bien connu en soi ., qui ne sera pas décrit en détails. Nous rappellerons seulement quelques points précis. Le moteur selon l'art antérieur comprend d'une part un ensemble (5,4,12,15,10) constitué par un cylindre (5) comprenant une tubulure d'admission (12) et une tubulure d'échappement (15) ainsi que des moyens d'allumage (10), et étant prolongé vers le bas par un carter-moteur (6), et d'autre part par un ensemble mobile (1,7,8) constitué par un piston (1) mobile en translation dans le cylindre, et actionnant un villebrequin (8) par l'intermédiai re d'une bielle (7). Ce moteur comprend par ailleurs des moyens de transfert, constitués par une tubulure (18) reliantle carter-moteur au cylindre. On constate selon l'art antérieur que le mélange gazeux frais (lui), composé d'air et de vapeur d'essence est aspiré dans le carter-moteur (6), lorsque le piston (1) est dans sa phase ascendante. cette phase crée tout d'abord une dépression dans cet espace clos jusqu'au moment où la jupe (la) du piston (1) démasque l'ouverture (120) -de la tubulure d'admission (12). Le piston en continuant sa course vers son point mort haut (13) comprime le mélange gazeux déjà dans la chambre de combustion. Celui-ci est alors enflammé par l'étincelle électrique fournie par la bougie (10). La combustion ayant lieu au moment où le piston (1) est au voisinage de son point mort haut (13). La figure 2 représente le même moteur dans la phase descendante du piston (1), correspondant à la partie du cycle dite "transfert-échappement". En effet, le piston ayant dépassé son point mort haut (13j est repoussé violemment en direction du villebrequin (8) sous l'action de l'expansion des gaz enflammés. qui fournissent alors l'énergie nécessaire. La jupe (la) du piston (1) ayant fermé la tubulure d'admission (12), le mélange gazeux frais (11) emprisonné dans le carter-moteur (6) va subir une compression de plus en plus grande au fur et à mesure que redescend le piston (1).Dès que l'extrémité supérieure (2) du piston (1) aura démasqué l'ouverture (180) de la canal de transfert (180), et l'ouverture (160) de la tubulure d'échappement (16), les gaz frais comprimés dans ]e carter-moteur (6) vont envahir le cylindre (5) en passant par le canal de transfert (18) tout en chassant en direction de la tubulure d'échappement (15) les gaz brulés (16). Les figures 3 et 4 sont des vues similaires aux figures 1 et 2 représentant un mode de réalisation d'un moteur selon l'invention. On constate que celui-ci ne comprend plus de canal de transfert, mais que le transfert des gaz est obtenu par un passage (3) réalisé à la partie supérieure (2) du piston (1). Le passage (3) comprend un trou (30) associé à une pièce mobile (4), qui peut être avantageusement constituée par une lame déformable suffisamment mince pour pouvoir se déformer sous l'action de la pression des gaz. La lame déformable peut être par exemple en acier. Elle assure ainsi l'ouverture et la fermeture du passage (3). La figure (3) montre la fermeture du passage, tandis-que la figure (4) montre l'ouverture de celui-ci. La figure 5 représente un détail de la figure 4.On voit qu-'il peut être avantageux de prévoir une butée (40) pour limiter la déformation de la lamé déformable, lorsqu'il y a ouverture du passage (3). La figure 3 représente la phase dite "aspirationcompression" du moteur selon l'invention. Elle ne différe qu'en très peu de chose de la phase similaire des moteurs selon l'art antérieur. Notons seulement, que la remontée du piston (1) provoque l'aspiration du mélange gazeux frais (11), la tubulure d'admission (12) étant alors démasquée, tandis-que la tubulure d'échappement (15) est masquée. On constate, que pendant la montée du piston, la pièce mobile (4) ferme le passage (3) par l'effet de la pression régnant dans le cylindre, qui est supérieure à celle régnant dans le carter-moteur (6). La figure 4 représente la phase dite de transfert-échappement. Le piston (1) ayant atteint son point mort haut (13) redescend vers son point mort bas (19). pendant ce mouvement, après avoir masqué l'ouverture d'admission (120) il comprime les gaz frais (11) et provoque l'ouverture de la tubulure d'échappement (15) par laquelle vont s'échapper les gaz brulés. La pression va donc diminuer dans le cylindre, pour devenir inférieure à celle qu'il y a dans le carter-moteur (6). Il y alors ouverture du passage (3) permettant ainsi aux gaz frais (11) de prendre place dans le cylindre en repoussant les gaz brulés qui s'échappent par la tubulure d'échappement (15). Le piston remonte ensuite vers son point mort haut (13) en comprimant à nouveau les gaz, qui seront enflammés. Pendant sa remontée, le passage (3) est fermé par la différence de pression qu'il y a entre celle régnant dans le cylindre et celle régnant dans le carter-moteur. La lame (4) est avantageusement en acier pour être déformable élastiquement, et fermer le passage en position de repos, comme selon la figure (3). L'ouverture sera réalisée par déformation, c.omme cela est représenté aux figures 4 et 5. Les figures 6 et 7 montrent deux autres réalisations de pièces mobiles permettant l'ouverture et la fermeture du passage de transfert. La figure6montre une variante selon låquelle la-pièce mobile (400) est sollicitée à la fermeture par un-ressort (41), La pièce (400) est par exemple mobile en translåtion selon un axe parallèle à celui du cylindre; Selon cette variante la pièce mobile a la forme'd'une soupape dont -la tige (42r s'étend vers le bas à l'intérieur du cylindre. Le tarage de l'effort d'ouverture peut être réalisé par déplacement de l'appui (43) du ressort. Cet appui pouvant être un écrou comme cela est représenté à la figure 6. La figure 7 montre une autre variante selon laquelle la pièce mobile est constituée par une pièce (401) non déformable articulée sur le piston autour d'un axe (402). La pièce mobile (401) peut être bien entendue soit libre comme selon la figure (7), soitsollicitée à la fermeture par un ressort. D'autre part celle-ci peut comprendre une saillie (402) pour limiter son pivotement vers le haut. On remarque qu'avantageusement le passage (3) est décentré par rapport à l'axe XX' de symétrie générale du piston. Cette disposition a pour effet d'améliorer le brassage des gaz et le remplissage du cylindre. Bien entendu, ltinvention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemple, mais elle comprend tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Moteur thermique du type comprenant,d'une part un piston (lj mobile dans un cylindre (5) et actionnant par !'intermédiaire d'une bielle (7) un villebrequin (8) mobile en rotation dans un carter-moteur (6), le dit cylindre (5) compre nant-, une tubulure d'admission (12), une tubulure-d'échappement (15) et des moyens d'allumage (10), et d'autre part des moyens de transfert permettant le passage des gaz du carter-moteur (6) au cylindre (5), caractérisé en ce que le piston (1) comprend les moyens de transfert. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérise en ce les moyens de transfert sont constitués par un passage (3) r-alisé sur la partie supérieure (2) du piston (1). 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage (3), comprend un trou (30) et des moyens de fermeture et d'ouverture de celui-ci. 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fermeture et d'ouverture sont constitués par une pièce mobile (4,400,401). 5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce mobile (z}) est une pièce déformable, telle qu'unie lame métallique. 6. Moteur selon la revendication 5, caractérisé en-ce que le passage (3) comprend une butée (40) limitant-la déformation de la pièce déformable (4). -7. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce mobile est une pièce rigide (400,401). 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la pièce mobile (4,400,401) est sollicitée à la fermeture par des moyens élastiques (4,41). 9. Moteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que la pièce mobile rigide (400, est montée mobile en translation selon un axe sensiblement parallèle à l'axe de déplacement du piston (1). 10. Moteur selon l'une quelconque des revendications précedentesF caractérisé en ce que le passage (3) est décentré par rapport à l'axe XX' de symétrie générale du piston (