Brevet FR2678319A1 — publié le 19921231

L'invention concerne un système d'aide à la pulvérisation d'un mélange carburé dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne Ce système est essentiellement constitué d'un boisseau rotatif placé à l'entrée de la chambre de combustion et en aval d'une source d'air comprimé vis-à-vis du sens d'écoulement du mélange dans la chambre de combustion. Préférentiellement, le boisseau rotatif est de forme générale cylindrique et est traversé de part en part par un canal destiné à la circulation du mélange gazeux. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les moteurs à deux temps. Ce type de boisseau a déjà été utilisé. Plusieurs documents ont été publiés dans le domaine. Ainsi la Demanderesse a déposé la demande de brevet EN nO 90/06 323 ayant pour objet un moteur deux temps dont l'injection pneumatique de carburant est commandée par un boisseau rotatif traversé de part en part par un canal. Le boisseau rotatif a été préféré aux systèmes d'obturation précédents car, vis-à-vis de soupapes par exemple, il permet un réglage plus facile de l'injection, notamment en ce qui concerne le début du déclenchement de l'injection, la durée de l'injection et la section de passage du mélange carbure. De plus, une soupape montée mobile et guidée a l'intérieur d'une culasse nécessite généralement une culasse d'une hauteur assez importante. Avantageusement le boisseau rotatif peut être monté dans une culasse de hauteur réduite. Cependant la pulvérisation du carburant réalisée par boisseau rotatif ne semble pas optimum, notamment à faible charge. La présente invention propose une solution à ce problème en prévoyant un boisseau rotatif dont le canal interne présente, d'une extrémité à l'autre, des sections droites respectivement décroissante puis croissante. Cette forme spécifique du canal réalise un effet dit "Venturi", c'est-à-dire d'aspiration et d'éjection forcée du mélange gazeux qui le traverse. Un document FR-A-2531139 décrit ce type de boisseau qui permet une amélioration dans la pulvérisation du mélange vis-à-vis d'un système d'injection à soupape et même vis-à-vis des boisseaux dont le canal ne présente pas cette forme. Cependant, des problèmes d'encombrement se sont révélés aigüs et on a cherché, tout en gardant une excellente pulvérisation du mélange, à réduire notamment la hauteur de la culasse qui loge le (ou les) boisseaux. Ainsi, l'invention vise un système d'aide à la pulvérisation d'un mélange carburé dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, placé en amont de ladite chambre de combustion, en aval d'une source d'air comprimé, relativement au sens d'introduction du mélange dans la chambre de combustion, consistant en un boisseau rotatif traversé de part en part par un canal dont la section droite est successivement décroissante puis croissante d'une extrémité à l'autre du canal. Avantageusement un axe principal dudit canal est courbé selon au moins 2 directions différentes et aucune desdites directions n'est perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit boisseau, De façon plus particulière la source d'air comprimé est placée en amont dudit boisseau rotatif et le boisseau tourne à la même vitesse que le moteur. Selon un premier mode de réalisation de l'invention ledit injecteur de carburant est situé en amont du boisseau rotatif. Selon un autre mode de réalisation de l'invention l'injecteur de carburant peut déboucher dans le canal du boisseau rotatif de préférence au niveau de la section la plus rétrécie dudit canal. La source d'air comprimée peut être fournie par l'air du carter pompe ou bien par dispositif extérieur au moteur. Cet agencement permet de réduire la hauteur de la culasse car le conduit d'amené du gaz comprimé n' est ainsi plus coaxial au conduit d'introduction du même mélange dans la chambre de combustion. En effet, en supposant que l'axe longitudinal du boisseau rotatif est horizontal, que l'axe du conduit débouchant dans la chambre de combustion est vertical, alors l'axe du conduit d'amené du gaz comprimé sera incliné vis-à-vis de la verticale, permettant ainsi de réduire davantage la hauteur de la culasse qui loge le boisseau. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles - La figure I est une coupe d'un système d'injection selon un premier mode de réalisation de l'invention; - La figure 2 est une coupe longitudinale du boisseau selon un premier mode de réalisation de l'invention; - La figure 3 est une vue de coté d'un boisseau selon un premier mode de réalisation de l'invention; - La figure 4 est une coupe longitudinale d'un boisseau selon un second mode de réalisation de l'invention. Tout au long de la description ci-après et donc sur toutes les figures annéxées, les mêmes éléments porteront les mêmes références. La figure 1 montre en coupe un premier mode de réalisation de l'invention selon lequel un élément rotatif 4 ou boisseau est logé en partie à l'intérieur d'une culasse 1 d'un moteur à combustion interne. De façon classique, la chambre de combustion 2 peut présenter au niveau de sa partie supérieure un orifice 3 destiné à la bougie d'allumage. En outre la culasse 1 est percée d'un orifice 5 d'axe 51 destiné à mettre en communication la chambre 2 avec le boiseau rotatif 4 à certains moments du cycle de fonctionnement du moteur. Un élément d'étanchéité 6 peut être prévu dans un logement (non référencé) de la culasse 1, afin d'éviter les fuites entre le boisseau 4 et la chambre de combustion 2. Sur la culasse I on peut fixer un carter 8 qui sert à former un logement hermétiquement clos pour le ou les boisseau (x) 4. En outre le carter 8 comporte au moins un conduit 7 d'amené d'air ou de mélange carburé sous pression vers le boisseau rotatif 4. Avantageusement, le conduit 7 présente un axe 71 suivant une direction la plus proche possible du plan de joint de la culasse I avec le cylindre et cela dès son ouverture vers le boisseau 4. Cet arrangement qui permet de gagner considérablement sur la hauteur de la culasse est réalisé grâce à la forme particulière du boisseau 4 qui va maintenant être décrit en détail. La figure 1 montre en fait le boisseau 4 selon plusieurs coupes transversales. En effet le boisseau 4, qui présente la forme générale d'un cylindre d'axe 41, est pourvu intérieurement d'un canal 9 qui le traverse de part en part (cf. figure 2). Le canal 9 est destiné à mettre en communication, a certains moments cu cycle de fonctionnement du moteur, le conduit 7 d'amené d'air et/ou de mélange carburé avec la chambre de combustion 2. Les figures 2 et 3 aident à mieux appréhender la forme du canal 9. La section intérieure droite du canal 9 est successivement décroissante puis croissante d'une extrémité à l'autre, afin de réaliser un effet dit Venturi c' est-à-dire à créer une dépression suivie d'un pulvérisation du mélange gazeux qui le traverse. De plus, l'axe principal ou axe neutre du canal 9 est coudé c'est-à-dire successivement parallèle à au moins deux directions différentes (91,92). De préférence aucune des directions n'est perpendiculaire à l'axe longitudinal (41) du boisseau. Cette disposition permet de réduire au minimum la hauteur du carter 8 fixé sur la culasse 1, tout en conservant un effet Venturi. En outre la forme coudée du canal 9 permet d'éviter les pertes de charges qui seraient créées par un changement trop brutal de direction des gaz. L'effet Venturi doit en effet être maintenu. Si l'un des axes (91, par exemple) du canal 9 était par exemple perpendiculaire à l'axe longitudinal 41 du boisseau 4, l'autre axe (92) devrait alors être très peu incliné vis-à-vis de l'horizontale si l'on souhaite conserver une hauteur réduite du carter 8. Ce changement de direction des gaz, proche de 90 au voisinage de la partie la plus étroite du canal, crée des pertes de charge dans l'écoulement. La présente invention permet, notamment par la forme spécifique du canal intérieur 9, d'obtenir des améliorations tant au plan de la pulvérisation du carburant dans la chambre de combustion, qu'au niveau de l'encombrement général du bloc-cylindre. Une autre façon de définir l'orientation du canal 9 peut être de déterminer les barycentres des sections droites d'extrémité côté amont et côté aval du canal, et le barycentre de la section droite la plus faible. Les trois points définissent 2 droites non alignées, qui sont précisément les axes principaux 91, 92 du canal 9. Dans le mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus, l'air sous pression est amené vers la chambre de combustion 2 par le conduit 7 équipé d'un injecteur ou moyen de dosage du carburant 10 placé de façon classique en amont de l'extrémité de ce conduit 7 débouchant sur le boisseau 4. Ainsi, un mélange carburé arrive au niveau du boisseau 4 qui tourne à la même vitesse que le moteur. Les sections d'extrémité du canal 9 peuvent être égales ou non. Si la section côté conduit 7 est plus grande que la section côté chambre de combustion 2 alors une mise en pression du canal intérieur 9 peut être réalisée puisque dans cette configuration il y a communication du côté du conduit 7 (entre le canal 9 et le conduit 7) avant la communication du côté de la chambre de combustion. La condition étant toutefois qu'une bonne étanchéité existe pendant cette mise en pression, au niveau de la jonction coté chambre de combustion. Une section du canal 9 coté amont supérieure à une section aval permet donc d'accumuler davantage de gaz comprimé avant la pulvérisation proprement dite, d'avoir un temps d'ouverture plus long, ce qui améliore la pulvérisation du mélange dans la chambre. Ces différences de sections ne sont cependant nullement obligatoires pour la mise en oeuvre de l'invention. Les sections droites d'extrémité peuvent être identiques sans sortir du cadre de l'invention. L'air comprimé amené par le conduit 7 peut être produit à partir d'une capacité reliée au carter pompe du même cylindre, ou d'un autre cylindre du moteur, ou encore à partir d'une source extérieure. La figure 4 représente un mode de réalisation de l'invention selon lequel l'injecteur du carburant 100 débouche à l'intérieur même du boisseau4, plus précisement à l'intérieur du canal 9. Préférentiellement, l'injecteur de carburant 100 débouche dans un canal fin 101 situé au niveau de la partie la plus rétrécie du canal 9 afin de bénéficier de l'effet Venturi. L'injecteur 100 est fixe, orienté préférentiellement selon l'axe longitudinal 41 du boisseau. Des éléments annulaires 102 assurent l'étanchéité entre l'extrémité 103 de l'injecteur 100 et le canal 101. Du fait de son orientation l'injecteur 100 ne peut être monté que dans certaines architectures de moteurs. L'injecteur doit en effet être monté à l'extrémité du rotor du moteur. Ce mode de réalisation de l'invention sera donc préférentiellement retenu dans le cas de moteurs comportant un nombre de cylindres en ligne inférieur ou égal à deux, ou pour des moteurs comportant des culasses séparées pour chaque cylindre car dans ces cas l'accessibilité à chaque culasse logeant le boisseau rotatif, est facile. Un premier exemple peut être fourni par des moteurs de moto comportant une culasse logeant un boisseau, par cylindre. D'autres exemples d'application de l'invention concernent des moteurs dits en V ou en W à blocs multiples. Bien que les applications préférentielles de l'invention concernent les moteurs deux temps, l'invention pourrait également être appliqué à des moteurs quatre temps. Bien entendu, d'autres adjonctions et/ou modifications pourront être apportées par l'homme du métier au système d'aide à la pulvérisation qui vient d'être décrit sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS l. Système d'aide à la pulvérisation d'un mélange carburé dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, placé en amont de ladite chambre de combustion (2), en aval d'une source d'air comprimé relativement au sens d'introduction du mélange dans la chambre de combustion, consistant en un boisseau rotatif (4) traversé de part en part par un canal (9) dont la section droite est successivement décroissante puis croissante d'une extrémité à l'autre du canal, caractérisé en ce que l'axe principal dudit canal est courbé selon au moins deux directions (91, 92) différentes et en ce qu' aucune desdites directions n'est perpendiculaire à l'axe longitudinal (41) dudit boisseau (4). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite source d'air comprimé est placée en amont dudit boisseau rotatif et en ce que ledit boisseau (4) tourne à la même vitesse que le moteur. 3. Système selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un injecteur de carburant (10) situé en amont du boisseau rotatif. 4. Système selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu il comporte en outre un injecteur de carburant (10) débouchant dans le canal (9) du boisseau rotatif (4), de préférence au niveau de la section la plus rétrécie dudit canal. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source d'air comprimé est réalisée à l'intérieur du moteur. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la source d'air comprimé est réalisée à l'extérieur du moteur. 7. Application du système selon l'une des revendications précédentes à un moteur à combustion interne à deux temps.