Brevet FR2678682A1 — publié le 19930108

La présente invention concerne l'alimentation d'un moteur deux temps par deux flux séparés, l'un de mélange riche et l'autre de mélange pauvre. La technique d'une double alimentation d'un moteur deux temps est connue. Dans la plupart des cas, on utilise comme surpresseur un carter-pompe, c'est-à-dire la chambre à volume variable que constituent le piston et le carter enveloppant le vilebrequin, pour forcer l'alimentation en mélange riche et en mélange pauvre de la chambre de combustion. Cette alimentation se fait par deux canalisations de transfert issues du carter-pompe, l'une pour le mélange pauvre (ou l'air pur) l'autre pour le mélange riche. Pour obtenir cette fonction, deux méthodes sont utilisées : la première consiste à admettre dans le carterpompe uniquement de l'air et à carburer une fraction de cet air au niveau de son transfert entre le carter et la chambre de combustion sur l'une des canalisations de transfert, la seconde consistant à admettre dans le carter pompe d'une part de l'air pur et d'autre part du mélange carburé. Dans cette technique, il convient d'assurer une bonne séparation entre air pur et mélange carburé de façon à éviter la dilution de ce mélange dans l'air.Pour ce faire, on a recours soit à des cloisons de partition du volume variable du carter-pompe, ce qui complique notablement la construction du moteur, soit à une alimentation que l'on espère stratifiée de la chambre du carter pompe afin de conserver la séparation naturelle entre mélange riche et air pur, respectivement au niveau des embouchures des canalisations de transfert qui leur sont attribuées. Cette dernière disposition, si elle ne complique pas outre mesure la réalisation du moteur, présente une efficacité moyenne car on ne peut pas prévenir une certaine dilution du mélange dans l'air. La présente invention entend proposer une solution plus efficace pour l'admission de deux flux séparés dans la chambre de combustion d'un moteur deux temps au moyen d'une pompe de réalisation simple. A cet effet, le premier objet de l'invention est donc une pompe notamment d'alimentation d'un moteur deux temps par deux fluides surpressés séparés qui comporte une chambre de volume variable possédant une ouverture d'alimentation et une ouverture de refoulement pour chacun des fluides, chaque ouverture étant équipée d'un organe d'obturation unidirectionnel, des ouvertures d'émission et de refoulement d'au moins l'un des fluides étant situées à l'extrémité d'une partie de la chambre en forme de conduit dont le volume est adapté à confiner à chaque cycle de pompage la quantité aspirée et refoulée du fluide correspondant. On comprend que, par cette caractéristique, on puisse confiner l'un au moins des fluides, et de préférence le fluide carburé, dans un espace de la pompe qui est préservé des grandes turbulences dûes au mouvement alternatif du piston et à l'inertie des gaz aspirés et refoulés. En effet, dans ces conduits le mouvement est assimilable à celui d'un piston pneumatique qui se translate vers l'intérieur lors de l'asiration et vers l'extérieur lors du refoulement. La capacité de cette partie de chambre en forme de conduit est aisément déterminable en fonction de la quantité à introduire dans la chambre de combustion du moteur et du taux de compression obtenu à l'intérieur de la pompe. Dans un mode de réalisation préféré, on équipera la pompe d'un conduit de confinement pour chacun des fluides aspiré et refoulé. De cette manière, le fluide le plus turbulent qui est au contact des parties mobiles de la pompe joue le rôle d'une capacité tampon qui isole parfaitement chacun des flux aspiré - refoulé l'un de l'autre.Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsque la pompe est utilisée pour l'alimentation d'un moteur deux temps, la chambre de volume variable étant de manière préférée consti tuée par le carter-pompe du moteur, dont une partie en forme de conduit constitue soit le conduit d'alimentation, compression, transfert du mélange riche, soit le conduit d'alimentation, compression, transfert du mélange pauvre : bien entendu, le carter-pompe peut être équipé de deux parties affectées, l'une au mélange riche et l'autre au mélange pauvre De manière préférée, la partie de chambre à volume variable formant conduit d'admission - compression - transfert du mélange est implantée sur le carter du moteur dans une zone de celui-ci située à la base du cylindre de guidage du piston. Dans un mode particulier de réalisation, le conduit d'admission, compression, transfert de mélange comporte une chambre circulaire d'admission latérale du mélange, prolongée par deux tubulures axiales respectivement dirigées vers la chambre de combustion du moteur et vers le carter-pompe. Pour ce mode de réalisation, le débouché de la tubulure connectée au carter-pompe dans la chambre circulaire définit dans cette chambre, une cuvette annulaire qui communique avec un conduit de récupération du carburant condensé, lequel conduit débouche par son autre extrémité dans cette tubulure s'étendant entre la chambre et le carterpompe. On réalise ainsi une récupération du carburant et une recarburation au moment du transfert du mélange carburé aspiré. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description donnée ci-après de quelques exemples de réalisation de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un moteur deux temps équipé d'une pompe sous forme de carterpompe, conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'une variante de réalisation de la figure 1. De manière connue, un moteur deux temps à allumage commandé possède une chambre de combustion 1 dans laquelle se déplace alternativement un piston 2, lié par une bielle 3 à un vilebrequin 4 évoluant dans un carter 5. Le piston 2 et le carter 5 forment un carter-pompe, de manière classique qui, s'il est relié à la lumière d'admission de la chambre de combustion, permet de procéder à une alimentation surpressée de cette dernière. Pour ce faire, le carter-pompe possède une canalisation d'alimentation en mélange carburé pourvue d'un clapet automatique, qui s'ouvre pour le remplissage de la chambre de volume variable du carter-pompe, pendant la phase de compression du mélange dans la chambre de combustion 1. Dans le cas de l'invention qui est relatif à une double admission de la chambre de combustion 1, d'une part par un mélange carburé et d'autre part par un mélange pauvre (notamment de l'air pur), la chambre de combustion possède deux types de lumière d'admission découvertes par le piston au voisinage du point mort bas, à savoir une lumière 6 d'admission de mélange carburé et au moins deux lumières telles que 7, situées symétriquement l'une de l'autre par rapport au plan de coupe de la figure 1 contenant la lumière 6. La lumière d'échappement de la chambre de combustion porte la référence 8. Selon l'invention, la chambre de volume variable délimitée par le carter 5 et la face inférieure du piston 2, comprend également des espaces 9 et 10 en forme de conduits qui constituent des canalisation d'admission, de compression et de transfert de chacun des fluides à introduire dans la chambre de combustion 1. Le conduit 9 débouche dans le carter-pompe par une lumière 11, à la base du cylindre de coulissement du piston 2. Le conduit 9 communique par ailleurs avec la chambre de combustion 1 au travers de la lumière 6 qui n'est découverte que lorsque le piston 2 est au voisinage du point mort bas. Enfin, le conduit 9 communique avec l'extérieur par une ouverture d'admission 13 équipée d'un clapet automatique 14, l'ouverture d'admission 13 étant connectée à un dispositif de carburation 15. I1 faut noter que la partie la plus importante de conduit 9 est située entre le clapet 14 et la lumière 11. Par ailleurs, ce conduit 9 peut comporter un corps 12 léger qui forme isolateur entre le flux à confiner (mélange riche) et le gaz contenu dans le carter-pompe. Le corps 12 est situé entre les flux, se déplace avec leur front commun et diminue les interpénétrations à ce niveau. Lorsque le piston passe du point mort bas au point mort haut, il ferme la lumière 6. Le volume intérieur du carter-pompe, ainsi que le volume de la canalisation 9 qui communique avec le volume du carter-pompe se trouvent placés en dépression lors de la remontée du piston si bien que le clapet 14 s'ouvre et une certaine quantité de mélange carburé est aspirée à l'intérieur de la canalisation 9. Selon l'invention le volume de la canalisation 9 est déterminé pour que quantité de mélange carburée admise reste à l'intérieur de cette canalisation sans dépasser la lumière 11. Lorsque le mouvement du piston 2 s'inverse et qu'il redescend en direction du carter 5, la pression dans le carter-pompe croît, donc la pression dans la canalisation 9 croît également, provoquant la fermeture du clapet 14 et le front de séparation entre le gaz contenu dans le carter 5 et le mélange carburé contenu dans la canalisation 9 se déplacent vers l'intérieur de la canalisation 9 au fur et à mesure de la compression. Au voisinage du point mort bas, la lumière 6 se découvre et ce qui est admis dans la chambre de combustion est la quantité de mélange carburé qui a été admise et comprimée dans la canalisation 9 et qui est poussée par la détente du gaz compris dans le carter 5 et sous le piston 2. Cette disposition spécifique à l'invention permet de supprimer pratiquement complètement la dilution du mélange carburé dans le gaz contenu dans le carter-pompe. Le mélange riche ainsi admis dans la chambre de combustion n'est donc pas apauvri par dilution dans de l'air, ce qui permet de conserver toutes les caractéristiques de la double admission dans la chambre à combustion d'un moteur deux temps. De la même manière, la canalisation 10 destinée à admettre, comprimer et transférer le mélange pauvre ou l'air, est raccordée au carter-pompe par une lumière 16 au niveau du carter proprement dit, et aboutit à la lumière 7 d'admission de mélange pauvre dans la chambre de combustion 1. Cette canalisation 10 possède un clapet automatique 17 qui fonctionne de la même manière que le clapet automatique 14 pour ouvrir et fermer l'ouverture d'admission 18 en air sans carburant. Le volume de la canalisation 10 est tel que lors de la phase d'aspiration, l'air pur emplit cette canalisation 10 sans pour autant envahir l'espace du carter-pompe compris dans le carter et sous le piston 2. En d'autres termes, l'air est aspiré jusqu'au voisinage de la lumière 16. La compression et le transfert de cet air en direction de la chambre de combustion, s'opèrent de la même manière que la compression et le transfert du mélange carburé décrits ci-dessus, si bien que le mélange pauvre n'est pas ou très peu contaminé par le gaz contenu dans le carter-pompe, gaz qui est essentiellement constitué par un mélange d'air et de brouillard d'huile. Par cette disposition, on diminue notablement la consommation d'huile d'un moteur deux temps, celle-ci n'étant pas brûlée dans la chambre de combustion.Par ailleurs, la canalisation 10 comporte un tronc commun qui assure le confinement du mélange pauvre à l'aspiration, ce tronc commun se prolongeant par deux branches 10a qui contournent le cylindre pour aboutir aux lumières symétriques 7. L'effet centrifuge que subit le mélange pauvre à ce niveau tend à condenser si besoin était les particules ou vapeur liquide (huile ou carburant). Les dispositions générales de l'invention ont été décrites en référence à la figure 1, c'est-à-dire avec une pompe incorporée au moteur sous forme d'un carter-pompe. Bien évidemment l'invention s'étend à des dispositions dans lesquelles la pompe de surpression est séparée du moteur proprement dit et entraînée par celui-ci en synchronisme avec les mouvements du piston. Dans des réalisations mettant en oeuvre une pompe séparée, l'élément mobile de cette pompe peut être un piston ou une membrane ou tout moyen équivalent connu. La canalisation d'admission, compression, transfert de mélange carburé représentée à la figure 2, comporte trois parties. Une première partie 20 forme une chambre sensiblement cylindrique, et connectée au dispositif de carburation 15 de manière tangente pour que le mélange carburé entre dans la chambre 20 en tourbillonnant le long de la paroi latérale cylindrique. Une seconde partie de cette canalisation est formée par une tubulure 21 qui s'étend de la lumière Il à l'intérieur de la chambre 20, le débouché de la tubulure 21 dans la chambre 20 formant un rebord 22 qui détermine une cuvette annulaire 23 à la base de cette chambre 20. Une troisième partie enfin 24 de cette canalisation relie la chambre 20 à la lumière 6 d'admission de mélange carburé dans la chambre 1 de combustion.L'intérêt de cette disposition réside dans le fait que le mélange carburé en entrant en tourbillonnant dans la chambre 20, dépose au fond de la cuvette 23, une quantité de carburant liquide qui, collectée par une petite tubulure 25, peut être réinjectée dans la tubulure 21 afin de recarburer le mélange et notamment la partie du mélange qui se trouve au contact avec l'air contenu dans le carter-pompe. I1 est en effet possible pour certains régimes du moteur, que la dépression d'échappement provoque une aspiration d'une quantité de gaz légèrement plus importante que celle admise et donc entraîne l'admission de la zone dans laquelle le mélange et le gaz contenu dans le carter-pompe s'interpénètrent et donc dans laquelle la richesse du mélange serait appauvrie sans cette recarburation. Pour favoriser cette recarburation, on peut prévoir dans la tubulure 21 au niveau du débouché de la tubulure 25 une géométrie ayant un effet de venturi. La description de l'invention qui est donnée cidessus a été faite en relation avec un moteur deux temps à lumières. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer les lumières d'admission et d'échappement par des soupapes commandées ou commander l'ouverture de ces lumières par des organes d'obturation rotatifs. L'alimentation du carter-pompe peut même s'opérer par le vilebrequin. REVENDICATIONS 1. Pompe alternative, notamment d'alimentation d'un moteur deux temps par deux fluides surpressés séparés, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre de volume variable comportant une ouverture d'alimentation (13, 18) et au moins une ouverture de refoulement (6, 7) pour chacun des fluides, chaque ouverture étant équipée d'un organe d'obturation unidirectionnel (14, 17, 2), les ouvertures d'admission (13) et de refoulement (6) d'au moins l'un des fluides étant situées à l'extrémité d'une partie (9) de la chambre en forme de conduit, dont le volume est adapté à confiner à chaque cycle de pompage la quantité aspirée et refoulée du fluide correspondant. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un conduit (9, 10) de confinement pour chacun des fluides aspirés et refoulés. 3. Moteur deux temps à double alimentation séparée en mélange riche et en mélange pauvre, équipé d'une pompe selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la chambre de volume variable de la pompe est contenue dans le carter-pompe (5) du moteur, la partie de cette chambre en forme de conduit (9) constituant le conduit d'alimentation, compression, transfert du mélange riche. 4. Moteur deux temps à double alimentation séparée en mélange riche et en mélange pauvre, équipé d'une pompe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre de volume variable de la pompe est contenue dans le carter-pompe (5) du moteur, la partie en forme de conduit constituant le conduit (10) d'alimentation compression transfert du mélange pauvre. 5. Moteur deux temps selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit d'alimentation compression transfert du mélange pauvre comporte un tronc commun (10) assurant le confinement principal du mélange pauvre à l'admission qui se prolonge par deux branches courbes (loua) contournant le cylindre. 6. Moteur selon la revendication 3 caractérisé en ce que la partie de chambre de volume variable formant le conduit (9) d'alimentation, compression, transfert du mélange riche est implantée sur le carter-pompe dans une zone située à la base du cylindre de guidage du.piston. 7. Moteur selon la revendication 3 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le conduit d'admission, compression, transfert de mélange (9) comporte une chambre circulaire (20) d'admission latérale du mélange prolongée par deux tubulures axiales (24, 21) respectivement dirigées vers la chambre de combustion (1) du moteur et vers le carterpompe (5). 8. Moteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le débouché de la tubulure (21) connectée au carterpompe dans la chambre circulaire (20) définit dans cette chambre une cuvette (23) annulaire qui communique avec un conduit (25) de récupération du carburant condensé, lequel conduit (25) débouche dans la tubulure (21) susdite.