Brevet FR2663083A1 — publié le 19911213

La présente invention concerne un dispositif de tourbillonnement d'air destiné à un moteur à combustion interne, et plus précisément elle concerne un tel disposi- tif ayant plusieurs ailettes qui ont au moins une fente allongée Le dispositif de tourbillonnement est utilisé dans un moteur à combustion interne à allumage par étin- celle du type à carburateur ou à injection, et dans un moteur diesel du type à auto-allumage par compression élevée. On sait que l'augmentation du tourbillonnement dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne accroit la vitesse de propagation de la flamme si bien que la combustion obtenue est complète Cependant, les tenta- tives d'augmentation du débit d'air rencontrent de nombreux problèmes, tels que la résistance de l'air Ces faits connus sont décrits dans les documents de la technique antérieure Par exemple, les publications de brevets japonais N O 53-26247 et 59-11722 et le brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 4 309 969 décrivent un simple dispositif de turbulence qui comporte une soupape d'admission ayant une grande résistance d'admission si bien que le dispositif de tour- billonnement ne crée pas un courant uniforme d' air Les publications de brevets japonais no 60-17922 et 61-10645 et les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 4 424 777, 4 432 312 et 4 539 954 décrivent un dispositif ayant des ailettes qui sont dispo- sées à proximité d'une soupape d'admission Ces dispositifs présentent divers inconvénients, tels que la résistance opposée à l'air, la réduction de l'air introduit dans le cylindre, la variation du débit d'air dans les collecteurs d'admission, et des vibrations intenses dues à différents rapports de tourbillonnement et volumes d'air d'admission. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3 648 674 et 4 274 386 décrivent un ensemble de fils métalliques et un dispositif ayant des lames placés entre un carburateur et un collecteur d'admission Cependant, le dispositif pré- sente un frottement élevé si bien qu'il donne une quantité réduite d'air et il n'est utilisé que dans un moteur à essence du type à carburateur. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 962 642 destiné à remédier à ces inconvénients, décrit un circuit de circulation d'air pour moteur à combustion interne comprenant un filtre à air et un dispositif de tourbillon- nement placé dans celui-ci et ayant plusieurs ailettes destinées à provoquer un tourbillonnement de l'air et à améliorer ainsi les propriétés du mélange air-carburant et les performances du moteur Cependant, ce circuit de circulation d'air présente de façon générale une dépression derrière les ailettes et des frottements de l'air dus au tourbillonnement de l'air si bien que le circuit de circu- lation d'air présente plusieurs inconvénients tels que la réduction du débit d'air d'admission, la réduction de la puissance et l'absence d'économie de carburant. L'invention est destinée à remédier aux inconvé- nients précités de ce dispositif connu. L'invention a donc pour objet la réalisation d'un dispositif perfectionné de tourbillonnement d'air qui a plusieurs ailettes fendues, une fente allongée au moins étant formée dans chaque ailette. Un avantage du dispositif de tourbillonnement d'air de l'invention est qu'il réduit au minimum la restriction du débit d'air et empêche l'adhérence du carburant à la paroi du circuit d'admission et la création d'une dépres- sion derrière les ailettes Ceci assure un bon mélange de l'air et du carburant qui s'évapore bien et la formation de particules de carburant avec une dimension uniforme, qui améliore l'accélération du véhicule entraîné par le moteur. En cas de légère accélération par appui sur la pédale, la quantité de carburant injecté est inférieure si bien que des économies de carburant sont obtenues. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de tourbillonnement destiné à un moteur à combustion interne et comprenant un corps et plusieurs ailettes fendues qui dépassent radialement du corps, une fente allongée au moins étant disposée dans les ailettes afin qu'elle augmente le débit d'air et réduise la résistance opposée à la circulation de l'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe d'un circuit de circula- tion d'air ayant un dispositif de tourbillonnement, dans le cas d'un moteur à combustion interne à essence selon l'invention; la figure 2 (A) est une vue en perspective d'un dispositif de tourbillonnement ayant plusieurs ailettes qui ont au moins une fente selon l'invention; la figure 2 (B) est une vue en perspective d'un autre dispositif de tourbillonnement ayant plusieurs ailettes qui ont au moins une fente selon l'invention; la figure 3 (A) représente l'écoulement de l'air dans un dispositif classique de tourbillonnement; les figures 3 (B) à 3 (D) représentent l'écoulement de l'air dans des dispositifs de tourbillonnement selon l'invention; et les figures 4 (A) à 4 (D) sont des élévations fron- tales d'ailettes du dispositif de tourbillonnement selon l'invention, ayant au moins une fente allongée. La figure 1 représente un dispositif 3 de tourbil- lonnement placé autour du centre du filtre à air 2 de manière que l'air tourbillonne Comme l'indique la figure 1, le dispositif 3 de tourbillonnement qui a plusieurs ailettes 3 ' peut être ajouté dans la partie comprise entre le carburateur 7 et le collecteur d'admission 8 de manière que la force du courant d'air tourbillonnaire, qui peut être réduite lorsque l'air passe dans le carburateur 7, soit accrue. Comme représenté sur la figure 1, un dispositif supplémentaire 3 de tourbillonnement est placé à l'entrée du collecteur d'échappement, dans le même sens, afin que le tourbillonnement des gaz d'échappement soit facilité En outre, les gaz d'échappement qui tourbillonnent empêchent l'application d'une contre-pression et provoquent une évacuation complète et la création d'une plus grande force d'aspiration Le dispositif 3 de tourbillonnement peut être formé de matériaux flexibles. Le filtre à air ( 2) est associé au corps 1 d'un moteur à essence par l'intermédiaire d'un carburateur 7 et d'un collecteur d'admission 8 (figure 1) Le corps 1 est associé à un collecteur d'échappement 9 Le dispositif 3 de tourbillonnement est maintenu à l'intérieur du filtre à air 2 par un boulon et un écrou à oreilles (non représentés). Comme l'indiquent les figures 2 (A) et 2 (B), le dispositif 3 de tourbillonnement comporte un disque ou corps cylindrique 3 a, 3 b et plusieurs ailettes 3 ' dépassant radialement du corps, une fente allongée 3 " au moins étant aménagée dans chaque ailette. Comme représenté sur les figures 4 (A) à 4 (D), chaque ailette a au moins une fente allongée 3 " La fente 3 " est placée horizontalement ou verticalement dans - les ailettes, l'air qui s'écoule dans le dispositif classique de tourbillonnement d'air crée une zone en dépression 5 et un courant tourbil- lonnaire 6 derrière les ailettes, comme l'indique la figure 3 (A) Cependant, l'air qui s'écoule le long des ailettes selon l'invention ne crée pas de zone en dépression ni de courant tourbillonnaire derrière les ailettes 3 ', comme indiqué sur les figures 3 (B) à 3 (D). Lors du fonctionnement, lorsque les pistons 10 et les soupapes d'admission 11 se déplacent vers le bas, le courant d'air filtré par l'élément 2 ' de filtre à air tourbillonne sous l'action des ailettes 3 ' du dispositif 3, étant donné la dépression régnant dans la chambre 4 de combustion Une force inertielle de révolution provoque la présence d'air de masse volumique élevée qui pénètre dans la chambre de combustion A ce moment, dans le carburant 7 du moteur à essence, les particules de carburant se ras- semblent au centre du courant tourbillonnaire d'air de manière que le carburant et l'air se mélangent uniformé- ment Le centre du courant d'air tourbillonnaire se déplace très rapidement si bien que le carburant n'adhère pas à la paroi du conduit d'admission, et la sensibilité du moteur à la pédale de l'accélérateur est bonne En outre, le courant d'air tourbillonnaire est maintenu de façon cons- tante dans la chambre 4 de combustion si bien que le courant tourbillonnaire est maintenu constamment dans le collecteur d'échappement 9 En conséquence, dans la chambre 4 de combustion, la flamme est dispersée très facilement et le carburant est totalement brûlé de manière que le bruit, les vibrations et l'abrasion soient empêchés et donnent une plus grande durée au moteur et donnent à celui-ci une plus grande puissance. La combustion rapide est utile avec une avance de l'allumage et elle donne une combustion d'un mélange plus pauvre, une plus faible pollution atmosphérique et une économie de carburant Les produits de la combustion (carbone et oxydes) se concentrent au centre de la chambre de combustion et peuvent être facilement évacués de manière que le carbone ne s'accumule pas dans la chambre de combus- tion car il pourrait provoquer une usure du moteur L'effet tourbillonnaire peut se poursuivre dans le même sens sans aucune résistance d'admission lorsque le gaz quitte la chambre de combustion. Lorsque le dispositif de tourbillonnement ayant les -ailettes avec au moins une fente allongée est placé dans le filtre à air, la concentration de l'oxyde de carbone (CO) peut être réduite d'une valeur atteignant 17 % à la vitesse de ralenti du moteur La puissance du moteur peut être accrue d'une valeur pouvant atteindre 11 % La renta- bilité en carburant peut être améliorée d'une valeur pouvant atteindre 6 %, et la quantité de N Ox peut être réduite d'une valeur pouvant atteindre 5 % Ces données ont été calculées et mesurées par the Korea National Industry Research Institute. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Dispositif de tourbillonnement destiné à un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps ( 3 a, 3 b), plusieurs ailettes ( 3 ') disposées radialement par rapport au corps afin que le débit d'air soit accru, et au moins une fente allongée ( 3 ") formée dans chacune desdites ailettes afin qu'une dépression ne puisse pas être créée derrière les ailettes, si bien qu'une force élevée de tourbillonnement est créée et conservée du fait de la résistance réduite due à l'écoulement de l'air le long des ailettes. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de tourbillonnement ( 3) comporte plusieurs ailettes ( 3 ') ayant au moins une fente allongée horizontalement ( 3 "). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de tourbillonnement ( 3) a plusieurs ailettes ( 3 ') ayant au moins une fente allongée verticale- ment ( 3 "). 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de tourbillonnement ( 3) comporte plusieurs ailettes ( 3 ') ayant au moins une fente allongée horizontalement ( 3 ") et une fente allongée verticalement ( 3 "). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps ( 3 b) est cylindrique. 6 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de tourbillonnement ( 3) est placé dans un filtre à air ( 2). 7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes ( 3 ') sont placées à l'intérieur de l'élément de filtre à air ( 2).