Brevet FR2622927A1 — publié le 19890512

L'invention concerne un moteur à combustion interne du type à pistons, comportant au moins une soupape d'admission du moteur disposée entre une tubulure d'admission et chaque chambre de combustion et une soupape complémentaire disposée en amont de celle-ci dans la tubulure d'admission, dont l'instant d'ouverture peut être différé par rapport au début d'admission de la soupape d'admission du moteur. Par la soupape complémentaire, dont l'instant d'ouverture peut être différé à volonté, en fonction de paramètres de marche déterminés, par rapport à l'instant d'ouverture de la soupape d'admission du moteur, on obtient un effet avantageux, en particulier aux bas régimes du moteur. La soupape d'admission du moteur s'ouvre tandis que la soupape complémentaire est encore fermée. Il y a alors d'abord expansion, dans le cylindre du moteur, de l'air se trouvant dans la chambre d'admission entre les deux soupapes. Avec l'ouverture retardée correspondante de la soupape complémentaire, il se produit une dépression dans le cylindre du moteur. La différence de pression avant et après cette soupape complémentaire conduit, après l'ouverture de la soupape complémentaire, à une vitesse d'écoulement correspondante élevée de l'air de combustion entrant ensuite. Cette vitesse d'écoulement est freinée vers la fin de la montée du piston, par quoi se produit une élévation dynamique de la pression, encore avant la fermeture de la soupape d'admission du moteur. Le reflux de charge hors du cylindre du moteur sous l'effet de cette élévation de pression peut être empêché par la fermeture en temps utiie de la soupape complémentaire. Un moteur à combustion interne de ce type est connu par exemple par le brevet EP-A2-0 141 165 pour lequel le début 2 2622927 d'ouverture de la soupape complémentaire s'approche, en augmentant avec un nombre de tours croissant du moteur, du début de l'ouverture de la soupape d'admission du moteur. On propose dans ce cas en particulier un entraînement motorisé de la soupape complémentaire, en particulier par un actionneur électromagnétique rotatif. La commande ou la régulation de la soupape complémentaire peut être faite au moyen d'un diagramme des caractéristiques du moteur ou au moyen de paramètres extérieurs au moteur, comme par exemple la consommation de carburant et la proportion d'éléments polluants. La commande et la régulation de la soupape complémentaire sont, dans le cas de la construction connue, liées à une certaine dépense, et peuvent présenter un motif de pannes. Par ailleurs la fermeture de la soupape complémentaire dépend du dispositif de commande ou de régulation, bien qu'il s'agisse seulement de fermer cette soupape complémentaire aussitôt que, des deux côtés de cette soupape complémentaire, la pression s'est égalisée et qu'ainsi le reflux partiel de la charge hors du cylindre du moteur s'amorce. Le but de l'invention est de concevoir un moteur à combustion interne du type indiqué au début tel que la soupape complémentaire présente une construction simple, bon marché et de fonctionnement sQr, et qu'elle puisse s'ouvrir et se fermer automatiquement, indépendamment de dispositifs annexes de commande ou de régulation, étant entendu que la possibilité doit en même temps subsister d'exécuter, d'une façon économique, un réglage commandant le retard de l'instant d'ouverture de la soupape complémentaire. La solution de ce problème, pour un moteur à combustion interne du type indiqué au début, consiste en ce que la 3 2622927 soupape complémentaire est réalisée, comme soupape unidirectionnelle, avec un seuil d'ouverture réglable. Aussitôt que le seuil d'ouverture réglé au préalable est atteint, la soupape unidirectionnelle peut s'ouvrir sous l'action de la dépression régnant côté moteur. Si la pression côté moteur est montée suffisamment pour qu'à l'endroit de la soupape unidirectionnelle un reflux de la charge hors du cylindre du moteur menace de s'établir, la soupape unidirectionnelle se ferme automatiquement. Cela vaut aussi bien pour un moteur aspirant que pour un moteur à compresseur. Une exécution particulièrement avantageuse consiste en ce que la soupape complémentaire comprend un clapet anti- retour se fermant à l'opposé du sens du flux d'admission, avec un seuil d'ouverture réglable. Ainsi l'instant d'ouverture de la soupape complémentaire est déterminé par la différence de pression des deux côtés de la soupape. Toutefois il serait également possible de régler l'instant d'ouverture en relation avec l'angle du vilebrequin du moteur, par exemple au moyen d'un verrou d'arrêt franchissable à la fermeture de la soupape complémentaire et pouvant s'effacer en position d'ouverture en fonction de l'angle du vilebrequin du moteur, verrou que l'on peut commander à partir d'un arbre à cames. Une forme d'exécution avantageuse pour la réalisation du seuil d'ouverture consiste en ce que le clapet anti-retour obture d'une façon étanche, en position de fermeture, l'orifice d'une conduite en dépression. Cette forme d'exécution offre l'avantage que la dépression disparaît aussitôt que le clapet anti-retour ne se déplace que très peu dans le sens de l'ouverture de telle sorte que la soupape s'ouvre d'un coup, sans consommation 4 2622927 d'énergie, aussitôt que la différence de pression dépasse, à l'endroit du clapet anti-retour, le seuil d'ouverture réglé. Ainsi, la conduite en dépression peut contenir un organe de réglage pour régler la dépression. Cet organe de réglage peut être commandé en fonction de la position de fonctionnement du moteur et de la position de la pédale d'accélérateur. Une autre exécution avantageuse consiste en ce que le clapet anti-retour adhère en position de fermeture sous l'effet d'une pré-tension. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé montrant schématiquement la zone d'admission- échappement d'un moteur à combustion interne du type à pistons avec une soupape complémentaire réalisée suivant l'invention et disposée en amont de la soupape d'admission du moteur. Dans la chambre de combustion 10 du cylindre du moteur représenté peut se déplacer un piston 12. La chambre de combustion 10 est alimentée en air de combustion ou en mélange air de combustion-carburant à travers une tubulure d'admission 14, la chambre de combustion 10 pouvant être ouverte ou fermée par rapport à la tubulure d'admission 14 au moyen d'une soupape d'admission 16 du moteur, commandée d'après la position angulaire du vilebrequin du moteur. Les gaz d'échappement sont évacués par une tubulure d'échappement 18 qui est raccordée à la chambre de combustion à travers une soupape d'échappement 20. En amont de la soupape d'admission 16, dans la tubulure d'admission 14, est disposée une soupape complémentaire indiquée dans son ensemble par la référence 22, dont le corps de fermeture est constitué d'un clapet antiretour 26 monté à 2622927 rotation autour d' un axe 24. Le clapet anti-retour 26 est précontraint dans sa position de fermeture, représentée sur le dessin, au moyen d'un ressort de torsion 28, dont la force est mesurée de telle façon qu'il fait pivoter le clapet anti- retour 26 dans la position de fermeture représentée, aussitôt que la pression sur la face de la soupape complémentaire 22 tournée vers la soupape d'admission 16 du moteur s'est accrue jusqu'au voisinage de la pression régnant du côté amont de la soupape complémentaire 22. En position de fermeture, le clapet anti-retour 26 vient buter contre une surface de butée 30 dans laquelle est située l'orifice 32 d'une conduite en dépression 34. Ainsi, la disposition est telle qu'en position de fermeture, le clapet anti-retour 26 vient recouvrir d'une façon étanche l'orifice 32. La soupape 22 s'ouvre donc seulement quand la pression en amont de la soupape 22 est plus élevée que la pression en aval de la soupape 22 d'une quantité telle que la différence de pression peut vaincre la force de fermeture exercée par la dépression dans la conduite en dépression 34 et par le ressort de torsion 28. Aussitôt que cet état s'est établi et que le clapet anti-retour 26 s'est mis en mouvement seulement très peu, dans -le sens de l'ouverture, la dépression disparait et le clapet anti-retour 26 peut pivoter en position d'ouverture, à l'encontre de la faible résistance opposée par le ressort 28. Pour pouvoir régler le seuil d'ouverture, on a disposé dans la conduite en dépression 34 une soupape de réglage 36, laquelle peut être réglée d'une façon fixe sur un seuil d'ouverture paraissant souhaitable ou peut avoir un réglage variable en fonction de la position de fonctionnement du moteur et de la position de la pédale d'accélérateur. 6 2622927 La conduite en dépression 34, avec son orifice 32, est seulement l'une des possibilités différentes de dépasser la force de retenue à vaincre au moyen de la force d'ouverture. Ainsi, par exemple, le système à dépression pourrait être remplacé par un électroaimant qui est placé, dans la zone de la surface de butée 30, à la place de l'orifice 32. Comme la tubulure d'admission 14 est fermée automatiquement, au moyen de la soupape 22, à l'instant nécessaire, la fermeture d'admission de la soupape d'admission du moteur 16 peut être réglée sur des conditions optimales pour des régimes élevés, la soupape complémentaire 22 reprenant automatiquement la charge d'améliorer le couple de rotation pour les faibles vitesses de rotation 7 2622927 REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne du type à pistons, comportant au moins une soupape d'admission (16) du moteur disposée entre une tubulure d'admission (14) et chaque chambre de combustion (10) et une soupape complémentaire (22) disposée en amont de celle-ci dans la tubulure d'admission (14), dont l'instant d'ouverture peut être différé par rapport au début d'admission de la soupape d'admission du moteur (16), caractérisé en ce que la soupape complémentaire (22) est réalisée sous la forme d'une soupape unidirectionnelle, avec un seuil d'ouverture réglable. 2. Moteur à combustion interne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape complémentaire (22) comprend un clapet anti-retour (26) se fermant à l'opposé du sens du flux d'admission, avec un seuil d'ouverture réglable. 3. Moteur à combustion interne suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'au clapet anti-retour (26) est associé un verrou franchissable à la fermeture et pouvant s'effacer en position d'ouverture en fonction de l'angle du vilebrequin du moteur. 4. Moteur à combustion interne suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le clapet anti-retour (26) obture d'une façon étanche, en position de fermeture, l'orifice (32) d'une conduite en dépression (34). 5. Moteur à combustion interne suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la conduite en dépression (34) contient un organe de réglage (36) pour régler la dépression. 6. Moteur à combustion interne suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (26) est appliqué, en position de fermeture, sur un électroaimant. 8 2622927 7. Moteur à combustion interne suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la force de l'électroaimant est réglable. 8. Moteur à combustion interne suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de réglage (36) est réglable en fonction de la position de marche du moteur et de la position de la pédale d'accélérateur. 9. Moteur à combustion interne suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (26) est appliqué en position de fermeture sous l'effet d'une pré-contrainte. 10. Moteur à combustion interne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fermeture d'admission de la soupape d'admission du moteur (16) est réglée sur des conditions optimales pour des régimes élevés. 11. Moteur à combustion interne suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le verrou d'arrêt peut être commandé au moyen d'un arbre à cames.