Brevet FR2695679A3 — publié le 19940318

FR 2695679 A3 19940318 FR 9211300 A 19920917 La présente invention concerne les moteurs a' combustion interne et en particulier un moteur à combustion interne à quatre temps adapté pour fonctionner aussi bien dans les bas régimes que dans les hauts régimes. Diverses solutions ont été recherchées afin d'améliorer la souplesse des moteurs aux bas et hauts régimes ainsi que leurs performances. Il existe des solutions d ces problémes chez certains constructeurs: - Variation de la levée des soupapes. REY HONDA"( marque déposée) - Dédoublement conduit d'admission (un pour les bas régimes, les deux pour les hauts régimes)." YDIS YAMAHA:( marque déposée) - Bonbonne tampon à l admission pour réserve de gaz. " YICS YAMAHA(marque déposée) - Variation de la levée et du diagramme.' VTEC HONDA"(marque déposée) - Variation du croisement entre cames. RFVC HONDA"(marque déposée) Individuellement, ces techniques n'apportent pas les résultats attendus. De ce fait l'objectif de cette invention est de concilier les diverses téchniques proposées actuellement et d'apporteur des solutions complémentaires. L'etat actuel de la téchnique a permis l'augmentation des régimes moteur ; L'application de linvent1on sur des moteurs de sérle apporte un galn à tous les niveaux sans apporter de faiblesses a' la longévité des moteurs. L'objet de l'invention est donc un moteur à combustion interne comprenant au moins un cylindre dans lequel la soupape d'admission et la came d'échappement commandant la soupape d'échappement des gaz brulés est une came variable en fonction du régime du moteur. Invention sera mieux comprise à la lécture de la description qui suit faite en référence à la figure unique représentant un cylindre de moteur à combustion interne selon le mode de réalisation préféré de l inventfon. En référence à la figure unique, un moteur à combustion interne selon l'invention comprend un clapet (1), un arbre à cames universel à admission (2) et un arbre a' cames à levée et diagramme variables à l'échappement (3), le piston (4). Le calage et les lols de levée des soupapes d'admission et d'échappement font l'objet de compromis entre différents impératifs. Une recherche de performances maximales supposera un compromis entre un couple à bas régime et une puissance maximale à haut régime. Le principe met en évidence leutomaticité des temps de remplissage du moteur à tous les régimes. Fonctionnement: P.fl.H. 1) Piston (4) descendant crée la dépréssion. Soupape admission ouverte à A.O.A. exemple 60 par came (2). Clapet (1) s'ouvre dés que la dépréssion est suffisante. Possible de A.O.A.: 60 à valeur X. 2) Remplissage. P.M.B. piston (4) monte. Clapet (1) se ferme à la contre préssion valeur Y. Soupape admission se ferme. R.F.A. 900 came (2). 3) Comprésslon. Allumage. P.M.H. piston (4) descend. 4) Détente. Soupape d'échappement s'ouvre à A.O.E. qui est possible par exemple de 400 à 90 par came (3). 5) Echappement. P.M.B. piston (4) remonte 6) A.O.A. 60 came (2) Clapet (1) s'ouvre a valeur Z P.M.H. R.F.E. variable de 10 å 600 par exemple.par came (3) Les valeurs X, Y, Z sont liées : au régime, aux vitesses de gaz, au balayage, aux préssions et contre-préssions, à la température des gaz, et à la position papillon, etc... Les différents éléments du moteur selon l'invention sont définis de la façon suivante: i) clapet (i). appliqué au moteur quatre temps permet de laisser passer les gaz d'admission uniquement dans un seul sens, mais dans ce systéme il sert à modifier le croisement et permet d'uliliser une came à profil type. 2) came d-admission type (2). cette came est taillée pour obtenir une forte levée entre 8 et 12 mm et des temps d'ouverture important (exemple Avance Ouverture Admission (A.O.A.) 60 degrés Retard Fermeture Admission (R.F.A.) 90 degrés). Ce diagramme étant appliqué à des moteurs poussés donnant de la puissance 9 haut régime (ces valeurs peuvent étre modifiées si besoin). Explication: la soupape d'admission ayant un temps d'ouverture trés long exemple 330 degrés c'est le clapet qui réagira aux premiéres dépréssions. La soupape d'admission ne servant plus qu'à la fermeture pour comprêssion et détente. 3) Came d'échappement variable (3). Actuellement la plupart des construteurs en ont breveté. Dans le systéme combiné cette came va alder encore au remplissage. a) Variation de levée qui procure un frein à l'échappement. b) Economie. c) Variation du diagramme. Nous pouvons passer d'un diagramme normal appliqué aux moteurs de sérle à un diagramme plus "croisé appliqué aux moteurs poussés, exemple : passage de R.F.E. 100 à 600 A.O.E. 400 à 90" Le résultat de la combinaison des éléments ci-dessus est: 1) Une bonne énergie cinétique dans la veine gazeuse. 2) Clapet enlevant toute possibilitées de contre préssion. 3) Came d'admission type; le diagramme réel etant régi par le clapet et par le diagramme variable de l'échappement. 4) Croisement réel variable. On obtient ainsi un moteur économique, puissant (les croisements importants permettent un gain de puissance à haut régime), élastique (dans les bas et moyens régimes). Ainsi les gaz d'admission dans le moteur pénètrent en fonction de la dépression créée par le piston Le système de l'invention laisse donc le moteur se remplir au maximum de ses possibilités. Nous pouvons maintenant appliquer des diagrammes de distrObution d'échappement sans avoir à toucher à l'admission. De ce fait il résulte une modification de tous les paramètres de distribution d'un moteur å combustion interne suivant le régime de rotation pour obtenir de meilleurs compromis. Cette chaîne clnématlque dans l'ensemble cree un moteur allant toutes les qualités d'un régime à un autre (couple1 puissance, économie, pollution, etc. ) En conséquence les lois pratiques à bas régimes sont appliquées 1- Clapet = Anti-retour. 2- Came d'admission = temps Admission suivant besoin. 3- Came d'échappement = Faible croisement. 4- Piston = Créé la depression A haut régime les grands croisements de soupapes éxistent, les temps d'ouverture des soupapes tendent à leur maximum : le moteur devient puissant Ces quatre éléments contribuent à une augmentation du couple à bas régime tout en conservant une puissance à haut régime largement suffisante, et ce mal grés la perte de charge qui incombe au clapet, compensée par les nouveaux diagrammes possibles. Tout moteur à quatre temps équipé de cette combinaison d'éléments permet d'obtenir: ,Puissance Meilleur couple - Economie de carburant ~ Meilleure élasticité ~ Meilleur remplissage à tous les régimes 1- Suivant le régime du moteur, trois facteurs éssentiels varient également a) - Dépression créée par le piston déscendant. b) - Vitesse des gaz dans le conduit d'admission. c) - Dépression créée par les gaz d'échappement. Au croisement. Un exemple concret de l'importance des croisements d'arbres à cames est donné ci-dessous de façon à mettre en évidence les avantages de l'invention. comparaisons revue téchnique automobile moteur Renault 5 alpine R5 moteur 1300 cylindrées pratiquement égales 1397 pour 1289 levée aux soupapes 7'4 egales soupapes plus grandes sur 5 slpine :34,5 pour 30,3 38,5 pour 33,5 diagrammes: AOA 30 RFA 72 AOA 22 RFA 62 RFE 30 AOE72 RFE 25 AOE 65 Comparaison des couples: 11,8 à 4000 9,6 à 3500 Puissances: 93 ow à 6400 67 cv à 6000 Le moteur renault 1400 Couple: 10,3 à 3000 Puissance 58,5 cv à 5000 Nous pouvons remarquer que dans des moteurs peu croisés le couple maxi est a plus bas régime et guere inferieur, moins de puissance mais meilleure elastici té. Par extension aux moteurs poussés où l'on recherche le plus de lavée aux soupapes, un croisement important, de grandes soupapes ou 4 soupapes par cylindre. Mais par contre le couple maximum se trouve à plus heurt régime. Les croisements importants vident les gaz frais à l'échappement. Le carractére du moteur devient pointu, la pollution et consomation s'en ressentent. Il y à perte de souplese et d'élasticité. Le systéme combiné ici décrit apporte donc une solution S tous ces problémes. synthése. Le systeme de l'invention permet d'avoir les avoir les avantages par exemple du moteur R5 1300 ainsi que celui du moteur R5 alpine, tout en passant par une progression changeant les critères en fonction du régime, obtenant anssi divers caractères de moteurs:d'un petit moteur a un moteur poussé et ceci progressivement. le remplissage etant optimisé a tous les régimes. Bien entendu le moteur selon l'invention peut étre aussi bien un moteur d quatres temps qu'un moteur à deux temps, bien qu'il est préférable d'utiliser un moteur a quatres temps. En outre, il peut comporter un nombre variable de cylindres, le nombre de quatres cylindres etant préférable. Le moteur peut étre de type à essence, diesel ou de tout autre type utilisant un mélange combustible. REVENDICATIONS 1- Moteur à combustion interne fonctionnant aussi bien dans les bas régimes que dans les hauts régimes, comprenant au moins un cylindre (5) comportant une soupape d'admission (6) du mélange combustible commandée par une soupape d'échappement (7) des gaz brulés commandée par une came d'échappement (3); ledit moteur étant carractérisé en ce que ladite soupape d'admission est précédée d'un clapet (1) dans le conduit d'admission du mélange combustible et ladite came d'échappement est une came variable en fonction du régime moteur. 2- Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite came d'échappement (3) présente sur le cycle de fonctionnement une avance à l'ouverture échappement (A.O.E.) comprise entre 40 et 90 et un retard à la fermeture échappement (R.F.E.) compris entre 10 et 60 , lorsque le moteur passe d'un bas régime d'environ 1000 t/mn à un haut régime d'environ 8000 t/mn. 3- Moteur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit clapet (1) sert d'anti-retour du mélange combustible au moment de la contre-pression correspondant au retard à la fermeture admission (R.F.A.). 4- Moteur selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que ladite came d'admission (2) a un profil permettant à ladite soupape d'admission (6) de présenter un grand temps d'ouverture et une forte levée. 5- Moteur selon l'une quelconaue des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il fonctionne suivant un cycle à quatres temps. 6- Moteur selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend quatres cylindres. 7- Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le mélange combustible est un mélange d'essence et d'air.