Brevet FR2597924A1 — publié le 19871030

! L'invention se rapporte à la disposition et à la conformation de conduits d'échappement pour moteurs à combustion à deux temps avec balayage du carter de vilebrequin et au moins un cylindre sur lequel sont disposes au moins une lumière d'échappement et un conduit d'échappement qui s'y raccorde. L'utilisation peut être faite en particulier sur des moteurs de cyclomoteurs dans lesquels il faut obtenir sur l'ensemble du domaine des régimes de rotation et du domaine de sollicitation, une 10 réduction du bruit d'échappement, une amélioration de la variation de charge et un déplacement de charge dans le cylindre autour de son axe longitudinal au début de la phase de compression. On connaît les solutions techniques selon le 15 brevet DR - PS 316922 ainsi que selon le brevet DE - PS 2 551 823, dans lesquels pour la commande de l'échappement et pour la réduction du bruit d'échappement, on doit obtenir une baisse progressive de la pression dans le volume de combustion grâce à une forme correspondante donnée à la lumière d'échappement. Dans ce but, la lumière d'échappement est prolongée vers le haut au delà de sa limite supérieure dans la direction de la partie supérieure de l'axe du cylindre, en forme de rainure ou de coin, si bien que lors du mouvement de 25 descente du piston celui-ci ouvre progressivement la section d'échappement, ce qui permet d'obtenir un abaissement progressif de la pression dans le cylindre et d'éviter des grandes variations de pression dans l'échappement. On connaît aussi un procédé pour la réduction du bruit selon la demande publiée DE - OS 3 100 851, dans lequel la lumière d'échappement est également agrandie vers le haut en forme de gorge ou de U, en direction de la partie supérieure de l'axe du cylindre, si bien que 35 par un dégagement progressif de la lumière lors de la course vers le bas, les variations de pression génératrices de bruit sont réduites. Ces solutions techniques ont l'inconvénient que l'équilibrage de pression progressif entre la chambre de combustion et le conduit d'échap5 pement qui s'y raccorde n'est commandé que par la forme de la surface de section transversale de la lumière d'échappement du cylindre et la courbe de pression n'est considérée qu'en relation avec la surface d'ouverture d'échappement dégagée. D'autres facteurs qui ont une très grande influence sur la courbe pression/temps, tels que la forme en volume du conduit d'échappement et la variation de surface de section transversale du conduit d'échappement dans la direction d'expansion du courant de gaz vers l'extérieur, n'ont pas été pris en considération dans ces solutions techniques. C'est pourquoi l'effet de réduction du bruit d'échappement n'a pu jusqu'ici être prouvé qu'aux bas régimes de rotation. En outre, des développements considérables vers le haut de la lumière d'échap20 pement sont limités par des raisons tenant au moteur, tandis qu'une réduction de la hauteur de lumière d'origine, comme on l'a considéré dans les solutions techniques décrites, s'accompagne en général d'un moins bon taux de remplissage du cylindre. Selon le DE - OS 3 233 108 ainsi que selon le DE -OS - 3 430 477 le conduit d'admission, et respectivement d'échappement est incorporé à proximité du cylindre, si bien que la section d'échappement est dégagée progressivement. De toute façon, on n'évite pas les changements 30 considérables de section transversale dans la direction du courant de gaz d'échappement, qui conditionnent la formation d'une courbe pression/temps favorable pour l'écoulement et pour l'acoustique. En outre, les possibilités de provoquer un mouvement rotatif de la charge de 35 mélange dans le cylindre, autour de son axe longitudinal ne sont pas utilisées par une disposition correspondante du conduit d'échappement. Le but de l'invention est d'obtenir une réduction du bruit d'échappement en relation avec une courbe pression/temps dans le conduit d'échappement qui contribue au changement de charge et à un mouvement rotatif de la charge autour de l'axe longitudinal du cylindre avantageux en vue de l'appauvrissement du mélange air-carburant, au début de la phase de compression. Le but de l'invention est d'empêcher une détente subite des gaz d'échappement dans le conduit d'échappement et de donner au diagramme pression-temps dans le circuit d'échappement une allure telle que, sans utiliser de pièces de construction supplémentaires, la variation 15 de la charge est améliorée. En outre, le but de l'invention consiste à utiliser l'énergie cinétique de l'onde de retour dans le cylindre pour créer un mouvement de la charge rotatif autour de l'axe longitudinal du cylindre au début de la phase de compression. Ce problème est résolu selon l'invention du fait que la paroi de conduit supérieure à la limite supérieure de la lumière d'échappement forme avec l'axe longitudinal du cylindre un angle de 30 au minimum et a une forme convexe dans la suite de son tracé, que la paroi latérale 25 extérieure forme avec l'axe longitudinal du cylindre un angle de 60 au plus, que la paroi latérale extérieure forme avec la paroi de conduit supérieure, la paroi de conduit inférieure et le cylindre une section de détente à proximité de la lumière d'échappement sans ruptures de 30 section, dont la section transversale d'entrée est modifiable en permanence en fonction de la course du piston, ainsi que par le fait que la lumière d'échappement peut être étendue en direction de la paroi de conduit supérieure et de la paroi latérale extérieure au 35 delà des limites supérieure et latérale de la section i transversale de la lumière d'échappement qui est habituellement de forme rectangulaire. Pour agrandir la section transversale d'écoulement dans le conduit d'échappement au voisinage du point mort la limite inférieure de la lumière d'échappement est disposée plus bas que le bord de pilotage supérieur du piston au point mort. Lors de la course vers le haut du piston, la lumière d'échappement qui peut s'étendre au delà de ses limites supérieure et latérale, est d'abord partiellement ouverte, si bien que les gaz d'échappement passent à travers sans changements subits de section transversale, parviennent dans la section de détente formée par la paroi latérale extérieure, les parois de conduit infé15 rieure et supérieure, et le piston, et se détendent proportionnellement à la section transversale d'écoulement qui s'agrandit toujours plus dans la direction de l'écoulement. La dimension de la section transversale d'écou20 lement est déterminée essentiellement par la paroi de conduit de forme convexe et la paroi latérale extérieure. Lors de la poursuite de la course vers le haut du piston de la lumière d'échappement qui s'agrandit régulièrement, se dégage plus avant, la section transver25 sale d'entrée dans le compartiment de détente s'agrandit en permanence, ce qui permet d'obtenir une courbe pression-temps meilleure que dans les solutions connues. Avec un dispositif d'échappement de configuration correspondante, on obtient que l'onde de pression qui se forme 30 pendant le processus de détente, ait un retour dans le cylindre, avant que le piston ne ferme la lumière d'échappement, dans sa course vers le haut. Grace à un axe de conduit qui débouche à proximité du cylindre avec un angle également d'environ 30 par rapport à i'axe du 35 cylindre et un angle également d'environ 60 par rappcrt à l'axe transversal du cylindre, une partie considérablement plus importante que dans les solutions connues de l'énergie cinétique de l'ordre de pression en retour peut être utilisée pour la charge suivante ainsi que pour la création d'un mouvement rotatif de la charge autour de l'axe longitudinal du cylindre au début de la phase de compression. Grâce à une disposition et une conformation de ce genre du conduit d'échappement pour des moteurs à combustion à deux temps commandés par des lumières, le processus de détente des gaz dans le conduit d'échappement s'étend dans le temps, le diagramme pression-temps prend, grâce aux variations de surface de coupe transversale du circuit d'échappement, une allure telle que l'efficacité de la variation de la charge est accrue et qu'un mouvement de la charge est provoqué dans le cylindre par l'énergie cinétique de l'onde de pression en retour. Comme cette forme du conduit d'échappement ne modifie pas la résistance à l'écoulement et ne nécessite pas un déplacement préalable important du début de l'ouverture d'échappement, le domaine d'emploi de cette invention s'étend, par rapport aux solutions connues, des moteurs de plus grande puissance spécifique dans 25 lesquels le bruit d'échappement doit être réduit, en liaison avec une réduction de la consommation de carburant. Divers autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui 30 suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La figure 1 est une coupe longitudinale du 35 cylindre d'un moteur à combustion à deux temps. La figure 2 représente une coupe partielle du cylindre selon la ligne A-A. La figure 3 représente une lumière d'échappement vue dans la direction B. Dans le corps de cylindre 1 se trouve une chemise de cylindre 2 avec l'épaulement de chemise 3. L'évidement 4 aménagé dans la chemise 2 relie l'admission au carter de vilibrequin, tandis qu'au moins une ouverture de canal d'admission des gaz 6 relie le carter 10 à la chambre de combustion. La lumière d'échappement 7 met la chambre de combustion en communication avec le conduit d'échappement 8. A la limite supérieure 9 de la lumière d'échappement 7, se raccorde le conduit d'échappement 8 dans la direction d'écoulement des gaz d'échap15 pement, lequel est courbé de façon convexe à sa paroi supérieure 10 et avec la paroi latérale intérieure 16 et la paroi latérale extérieure 17, présente une expansion constante. La limite inférieure 11 de la lumière d'échappement 7 se trouve sous le bord de pilotage 20 supérieur du piston 12 au point mort bas. La paroi inférieure 13 de conduit, qui se développe de préférence en ligne droite, se raccorde à la limite inférieure 11 de la lumière d'échappement 7. Le piston 12 forme avec la paroi de conduit supérieure 10, la paroi latérale exté25 rieure 17 et la paroi de conduit inférieure 13, un compartiment de détente dont la section transversale, à proximité de la lumière d'échappement, est modifiée en fonction de la course du piston 12. La position de paroi de conduit 10 supérieure 30 est telle qu'elle forme à la limite supérieure 9 de la lumière d'échappement 7 un angle par rapport à l'axe longitudinal du cylindre, qui est de 30 au plus. La paroi latérale extérieure 17 forme avec l'axe transversal 18 du cylindre un angle de 60 au plus. L'axe de conduit 35 14 du conduit d'échappement 8 forme également à proximité immédiate de son embouchure 15 dans la chambre de combustion, un angle par rapport a l'axe longitudinal du cylindre, qui est d'environ 30 et un angle par rapport l'axe transversal 18 du cylindre d'environ 60 . La lumière d'échappement 7 peut s'étendre sur la paroi de conduit supérieure 10 et la paroi extérieure de conduit 17 au delà des limites supérieure et latérale de la section transversale 19 de forme habituellement rectangulaire. L'extension latérale 20 débouche approximati10 vement tangentiellement sur la face intérieure de la chemise 2 du cylindre et forme par rapport à l'axe transversal 18 du cylindre un angle plus faible que la paroi latérale extérieure 17. ?597924 REVENDICATIONS 1 - Dispositif et conformation de conduits d'échappement pour moteurs à combustion à deux temps, caractérisé en ce que la paroi latérale (17) extérieure 5 forme avec la paroi (10) de conduit supérieure, la paroi (13) de conduit inférieure et le piston (12) un compartiment de détente à proximité de la lumière d'échappement sans ruptures de section transversale, dont la section transversale d'entrée est variable en continu en fonction 10 de la course du piston (12), ainsi que par le fait que la paroi (10) de conduit supérieure forme à la limite (9) supérieure de la lumière d'échappement (7) un angle de au plus avec l'axe longitudinal du cylindre et a une forme convexe dans la suite de son tracé et que par là, 15 la paroi (17) latérale extérieure forme un angle de 600 au plus avec l'axe transversal (18) du cylindre. 2 - Dispositif et conformation de conduits d'échappement pour moteurs à combustion à deux temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lumière d'échappement (7) sur la paroi de conduit supérieure (10) et la paroi latérale extérieure (17) peut s'étendre au delà des limites supérieure et latérale de la section transversale (19) d'échappement habituellement en forme de rectangle. 3 - Dispositif et conformation de conduits d'échappement pour moteurs à combustion à deux temps selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extension (20) latérale arrive de façon approximativement tangentielle&du côté intérieur de la chemise (2) de 30 cylindre, sous un angle plus faible par rapport à l'axe (18) transversal du cylindre, que la paroi latérale (17) extérieure.