Brevet FR2715969A1 — publié le 19950811

L'invention concerne une soupape de décompres- sion pour un moteur thermique à démarrer à la main d'un instrument de travail tenu manuellement, soupape de dé- compression qui comprend un clapet placé dans un canal d'évacuation relié à une chambre de combustion située dans le cylindre du moteur thermique, dont le clapet est sollicité par une force d'ouverture, agissant en direc- tion de la chambre de combustion, qui détermine la posi- tion ouverte du clapet, et avec laquelle la pression de combustion croissante dans la chambre de combustion exerce sur le clapet une force dans le sens de sa posi- tion fermée, avec création, à la position fermée du cla- pet, d'une force produite par une dépression, agissant à l'encontre de la force d'ouverture sur le clapet et qui est transmise à travers une conduite de liaison à partir d'une source de dépression active pendant la marche du moteur. Par le document DE-AS 19 49 541, on connaît une soupape de décompression, du type générique indiqué ci- dessus, qui est censée, à l'aide d'une membrane installée dans la chambre de combustion, faciliter le démarrage par décompression de la chambre de combustion. La soupape à membrane contient un obturateur comportant une partie discoïde formant une tête et qui est maintenu en position ouverte, à l'aide d'un ressort de compression, à la posi- tion de repos du moteur et pendant le démarrage. La tête de l'obturateur, faisant saillie dans la chambre de com- bustion, est pressée contre son siège, après l'allumage du moteur, par la pression accrue dans la chambre de com- bustion, de sorte que celle-ci est fermée vis-à-vis de l'extérieur. Afin de maintenir la soupape également fer- mée pendant l'opération d'aspiration, le côté arrière de la soupape à membrane est relié par un tuyau flexible au canal d'aspiration, de sorte que la chambre à vide de la soupape à membrane reçoit une dépression. Cette soupape de décompression a l'inconvénient que pendant le démarrage, lorsque la soupape est ouverte, le mélange air/carburant se trouvant dans la chambre de combustion, est expulsé à l'extérieur, à travers la soupape, par le mouvement ascendant du piston, ce qui pro- voque une pollution considérable de l'environnement. Le but de l'invention est de perfectionner une soupape de décompression, du type générique indiqué, de manière que, par une faible dépense, la position fermée sûre de la soupape soit également garantie à l'égard de vibrations et que, à la position ouverte, le rejet à l'environnement des gaz contenus dans la chambre de com- bustion soit évité. Conformément à l'invention, on obtient ce ré- sultat, avec une soupape de décompression comme définie au début, par le fait que le canal d'évacuation débouche dans la conduite de liaison. Comme le canal d'évacuation débouche dans la conduite de liaison, il est garanti que le mélange air/carburant venant de la chambre de combustion soit dé- chargé dans une source de dépression du moteur. La dimi- nution de la pression de compression dans la chambre de combustion à travers une seule conduite de liaison auto- rise une exécution techniquement simple et de fonctionne- ment fiable de la soupape de décompression dont la construction demande seulement quelques pièces. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la conduite de liaison mène dans l'espace intérieur du carter, lequel représente la source de dé- pression fournissant la force de fermeture agissant sur le côté arrière du clapet. La conduite de liaison dé- bouche en particulier dans un canal de transfert reliant entre eux l'espace intérieur du carter et la chambre de combustion, si bien que le mélange évacué de la chambre de combustion, pendant le démarrage, est envoyé directement dans le carter et pénètre de nouveau dans la chambre de combustion lors de l'opération d'aspiration suivante. Il est possible aussi, en variante, que la conduite de liaison débouche dans un canal d'aspiration, en particulier dans la lumière d'admission du carter. Le clapet de la soupape de décompression est de préférence un clapet à bille s'ouvrant en direction de la chambre de combustion et placé à l'extrémité du canal d'évacuation dirigée vers la chambre de combustion. Le poids de la bille agit dans le sens de l'ouverture de ce clapet, de sorte que celui-ci est ouvert quand le moteur est arrêté. Au cours du démarrage, le mélange air/carburant contenu dans la chambre de combustion, s'écoule à travers le clapet ouvert, ce qui maintient aussi faible que possible, par la décompression de la chambre de combustion, l'effort à produire par l'opéra- teur pour démarrer le moteur. La bille est avantageusement emprisonnée, de sorte qu'elle ne peut pas s'égarer, dans un logement mé- nagé dans la paroi du cylindre, la bille formant une fente annulaire avec la paroi de délimitation latérale de ce logement. La grandeur de la fente fixe la pression de renversement nécessaire pour faire passer la bille de la position ouverte à la position fermée. Selon un mode de réalisation avantageux, le logement recevant la bille est une partie du canal d'évacuation. Il convient d'installer, en aval de ce clapet, dans une chambre créée dans la conduite de liaison, un clapet de refoulement qui se ferme lorsqu'une surpression règne dans cette chambre à clapet, de sorte que le canal d'évacuation est alors séparé de la source de pression. Une dépression régnant par exemple à l'intérieur du car- ter, est transmise à travers ce clapet de refoulement - qui est alors ouvert ainsi que la conduite de liaison et le canal d'évacuation, jusqu'au côté arrière de la bille formant le clapet de la soupape de décompression, bille qui est ainsi maintenue de façon sûre sur son siège. En revanche, une surpression est maintenue à l'écart de la bille par la fermeture de la soupape de re- foulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe d'un moteur ther- mique comprenant une soupape de décompression selon l'in- vention; - la figure 2 montre à plus grande échelle un clapet d'une telle soupape, placé dans un canal d'évacua- tion; - la figure 3 est une vue en bout d'un clapet de refoulement; et - la figure 4 est une coupe d'une paroi de cy- lindre comprenant une soupape de décompression dans un trou borgne. Le moteur thermique montré en coupe sur la fi- gure 1 est un moteur monocylindre à deux temps du type utilisé de préférence dans des instruments de travail te- nus manuellement, tels qu'une tronçonneuse à chaîne, une tronçonneuse à meule, une débroussailleuse ou analogue. Le moteur possède un carter 7 contenant un vilebrequin 18. Ce dernier porte un maneton 19 relié par une bielle 16 à un piston 24 guidé dans le cylindre 20. Dans la ré- gion de base du cylindre 20, on a prévu une lumière d'ad- mission 12 qui est ouverte quand le piston 24 est au point mort haut. A cette position du piston, le mélange air/carburant, préparé pour le fonctionnement du moteur deux temps, s'écoule à travers la lumière d'admission 12 dans l'espace intérieur 17 du carter 7. Quand le piston descend, le mélange gazeux, ainsi entré dans le carter, est comprimé, de sorte qu'il s'écoule suivant la flèche 21 à travers un canal de transfert 8 depuis l'espace intérieur 17 du carter dans la chambre de combustion 6 du cylindre 20 dès que le piston 24 démasque le canal de transfert 8. Lors de la course ascendante consécutive du piston 24, le mélange gazeux, ainsi entré dans la chambre de combustion 6, est comprimé dans celle-ci et dans la région du point mort haut du piston - allumé par une étincelle de la bougie d'allumage 9, ce qui déclenche la combustion. Pendant la course ascendante du piston, la lumière d'admission 12 est rouverte, de sorte que la dé- pression régnant à présent dans l'espace intérieur 17 du carter fait pénétrer du mélange gazeux frais dans le car- ter 7. Dans le cas d'un moteur thermique devant être démarré à la main, le vilebrequin 18 est tourné manuelle- ment pour fournir à l'aide du piston 24 le travail manuel de compression nécessaire à l'allumage du moteur. Afin de réduire l'effort à déployer pour démarrer le moteur ther- mique 1, on a prévu une soupape de décompression 2 ins- tallée dans la tête du cylindre 20, de préférence près de la bougie 9. La soupape de décompression 2 ouvre ou ferme un canal d'évacuation 11 à travers duquel la pression de compression régnant dans la chambre de combustion 6 peut être réduite. Ainsi qu'on peut le voir dans la représentation à plus grande échelle de la figure 2, la soupape de dé- compression 2 comporte un clapet 13 formé dans cet exemple de réalisation par une bille 3. Celle-ci est pla- cée à l'extrémité du canal d'évacuation 11 dirigée vers la chambre de combustion 6, l'extrémité lia en question étant évasée en cône tronqué, ce qui crée un siège 22 pour la bille 3. A ce siège se raccorde un logement 23 pour la bille 3, laquelle forme une fente annulaire 25 avec la paroi latérale du logement cylindrique 23. Sur son côté dirigé vers la chambre de combustion 6, le loge- ment 23 est fermé par une plaque de fermeture 26, ce qui emprisonne la bille dans le logement 23. La plaque de fermeture 26 est pourvue d'un orifice d'entrée 10 de forme circulaire et dont le diamètre est plus petit que celui de la bille 3. Il peut être avantageux de donner à l'orifice d'entrée 10 une autre forme, polygonale par exemple, de manière qu'à la position ouverte 13a montrée de la bille formant le clapet 3 de la soupape, une commu- nication existe entre la chambre de combustion 6 et le logement 23. Comme le montre la figure 4, le logement 23 peut être formé aussi par un trou borgne 40 percé dans la paroi du cylindre 20 et dont le fond présente un orifice d'entrée 10 reliant le logement 23 à la chambre de com- bustion 6. Le diamètre de l'orifice d'entrée 10 est de nouveau plus petit que le diamètre de la bille 3. A la position ouverte du clapet formé par la bille 3, l'ori- fice d'entrée 10, le logement 23 et le canal d'évacuation 11 constituent une communication ininterrompue pour dé- tendre la pression interne de la chambre de combustion. Selon la figure 1, une conduite de liaison 4 est emboîtée dans le canal d'évacuation 11 pour relier la soupape de décompression à une source de dépression. La conduite 4 peut être un tuyau enfilé sur un raccord cylindrique 29 introduit dans le canal d'évacuation 11. Selon un autre mode de réalisation, montré par la figure 2, le corps de la soupape de décompression 2 peut également porter une tubulure de raccordement 27 dans laquelle est formé le canal d'évacuation 11. La tubulure 27 possède un profilage extérieur en sapin, de sorte qu'après l'enfilage sur elle de la conduite de liaison 4, pouvant être constituée aussi par un tuyau élastique, cette conduite est maintenue de façon imperdable sur la tubulure de raccordement 27. Comme le montre la figure 1, la conduite de liaison 4 relie le canal d'évacuation 11 à l'espace inté- rieur 17 du carter, la conduite 4 débouchant plus exacte- ment dans le canal de transfert 8. L'extrémité 4b côté carter de la conduite 4 aboutit dans une chambre à clapet qui communique par un canal de liaison 28 avec le ca- nal de transfert 8. Il convient d'installer dans cette chambre 35 un clapet de refoulement 5 qui s'ouvre et se ferme en fonction de la pression dans l'espace intérieur 17 du carter. Si une dépression règne dans cet espace et par suite aussi dans la chambre à clapet 35, le clapet 5 est ouvert, de sorte que la dépression agit aussi, à tra- vers la conduite de liaison 4, dans le canal d'évacuation 11. Si une surpression règne dans l'espace intérieur 17 du carter, le clapet 5 est fermé, de sorte que le canal d'évacuation est séparé essentiellement de façon étanche à la pression de l'intérieur du carter. Dans l'exemple montré, le clapet de refoulement 5 est formé par un bec élastique 36, de forme conique par exemple. Le bec 36 est espacé de tous côtés des parois de la chambre à clapet 35 et situé de préférence au centre de cette chambre. Le bec 36 est réalisé en particulier à la façon d'un bec de canard avec un orifice de clapet 37 ayant la forme d'une fente qui est fermée sous une pres- sion externe sur les parois 38, 39 du bec 36. Celui-ci est fait d'un matériau élastique, tel qu'un matériau plastique, mais en particulier d'un caoutchouc ou d'un mélange de caoutchouc. Pour lancer le moteur thermique, l'instrument de travail occupe une position dans laquelle le cylindre est orienté pour l'essentiel verticalement. L'instrument est notamment posé sur un support fixe pour le lancement du moteur, de sorte que la gravité agit suivant la flèche 30 (figures 1, 2) sur la bille 3 en tant que force d'ou- verture pour maintenir la bille à la position ouverte 13a montrée par la figure 2. Il peut également être approprié de soutenir ou de produire la force d'ouverture par un ressort non représenté ici et qui agit sur la bille 3 dans le sens de son ouverture, auquel cas le démarrage de l'instrument de travail peut s'effectuer indépendamment de sa position. La chambre de combustion 6 est reliée à travers la soupape de décompression 2 et le canal d'évacuation 11, ainsi que le clapet de refoulement 5, à l'espace in- térieur 17 du carter. Lors d'une rotation manuelle du vi- lebrequin, une partie de la pression de compression s'établissant dans la chambre de combustion 6 pendant la course ascendante du piston 24, est détendue à travers la soupape de décompression 2 dans l'espace intérieur 17 du carter. La force nécessaire pour tourner le vilebrequin, par exemple au moyen d'un dispositif de démarrage à câble de tirage, est ainsi abaissée. Quand le mélange gazeux dans la chambre de com- bustion 6 s'enflamme et le moteur commence à tourner par ses propres moyens, l'élévation de pression produite par la pression de compression dans la chambre de combustion 6, provoque un écoulement de gaz plus intense à travers la soupape de décompression 2. Le débit de cet écoulement est déterminé par la fente annulaire 25 dans le logement 23, fente dont la grandeur est fixée par le diamètre de la bille 3 et le diamètre intérieur du logement cylin- drique 23. Dans le cas idéal, la fente 25 possède une forme annulaire lorsque la bille 3 est située exactement au centre du logement 23, mais même en position décentrée de la bille, il existe une fente 25 par laquelle passe l'écoulement gazeux. En raison de cette fente d'étrangle- ment 25, la bille 3 est exposée à des forces de fermeture agissant en sens contraire de la flèche 30 et qui, à par- tir d'un niveau de pression déterminé dans la chambre de combustion 6, produisent la fermeture étanche du clapet 13, c'est-à-dire l'application étanche de la bille 3 contre le siège 22. Le canal d'évacuation 11 est alors fermé et une décompression n'est plus possible. Les gaz sortant de la chambre de combustion lorsque la soupape de décompression 2 est ouverte, sont dirigés à travers la conduite de liaison 4 et le clapet de refoulement 5 ouvert dans l'espace intérieur 17 du carter. Après que le clapet de la soupape de décompres- sion a été amené à la position fermée 13b, la communica- tion avec le carter est fermée de manière étanche à la pression. Pendant la course descendante du piston, la pression à l'intérieur du carter s'élèvera et la surpres- sion ainsi créée dans l'espace intérieur 17 du carter, règne aussi dans la chambre à clapet 35 et agit sur les parois externes 38 et 39 du bec 36 du clapet de refoule- ment 5. Ce clapet élastique est déformé de ce fait, de sorte que son orifice 37 se ferme et que le canal d'éva- cuation 11 est séparé de manière étanche à la pression de la chambre à clapet 35. La surpression à l'intérieur du carter n'est donc pas propagée dans le canal d'évacuation 11. Par contre, lors de la course ascendante du piston 24, la dépression s'établissant dans le carter aura pour conséquence que le bec 36 reprend sa forme initiale, dans laquelle l'orifice de clapet 37 est ouvert. La dépression du carter agira donc, à travers le canal de liaison 28, la chambre à clapet 35 et l'orifice 37, également dans la conduite de liaison 4 et par suite dans le canal d'éva- cuation 11. Cette dépression dans le canal 11 est appli- quée aussi à la surface de calotte sphérique 3' située à l'intérieur du siège 22 du clapet 3 en forme de bille de la soupape de dépression. Les forces ainsi exercées par la dépression sur la bille 3, suffisent à maintenir celle-ci à sa position fermée 13b. Cette force de main- tien est soutenue, à chaque processus de combustion, par la pression de combustion agissant sur l'autre partie de la surface de la bille, de sorte que la soupape de décom- pression est fermée de façon sûre pendant que le moteur thermique marche. Même sous des trépidations, le détache- ment du clapet 3 de son siège 22 est exclu avec certi- tude. En outre, la conception du clapet de refoule- ment 5 a pour conséquence qu'après la fermeture de la soupape de décompression 2, une dépression s'établissant dans le canal d'évacuation 11, persiste aussi au cas o une surpression a été créée entretemps dans le carter 7. Ceci est possible du fait que lorsque la soupape 2 est fermée, il n'y a pas d'écoulements dans le canal 11 et que, lorsqu'une surpression s'établit dans l'espace inté- rieur 17 du carter, le clapet de refoulement 5 se ferme, si bien que la dépression régnant dans le canal d'évacua- tion 11 peut être maintenue au-delà de la phase de sur- pression dans le carter. Il convient de réaliser le canal d'évacuation 11, y compris le corps recevant le clapet 13, la conduite de liaison 4 et le clapet de refoulement 5, sous la forme d'une pièce d'un seul tenant, de préférence en matériau élastique, tel que plastique ou caoutchouc. Cet agence- ment diminue le nombre de pièces utilisées et facilite le montage de la soupape de décompression. La conduite de liaison 4 peut être raccordée aussi à un tronçon à décompression 12 du canal d'aspira- tion du moteur thermique, avec la possibilité de prévoir également, de préférence de la même façon que dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, un clapet de refoulement 5. Il REVENDICATIONS 1. Soupape de décompression pour un moteur thermique à démarrer à la main d'un instrument de travail tenu manuellement, soupape de décompression (2) qui com- prend un clapet (13) placé dans un canal d'évacuation (11) relié à une chambre de combustion (6) située dans le cylindre (20) du moteur thermique (1), dont le clapet (13) est sollicité par une force d'ouverture, agissant en direction de la chambre de combustion (6), qui détermine la position ouverte (13a) du clapet (13), et avec la- quelle la pression de combustion croissante dans la chambre de combustion exerce sur le clapet (13) une force dans le sens de sa position fermée (13b), avec création, à la position fermée (13b) du clapet, d'une force pro- duite par une dépression, agissant à l'encontre de la force d'ouverture sur le clapet (13) et qui est transmise à travers une conduite de liaison (4) à partir d'une source de dépression active pendant la marche du moteur, caractérisée en ce que le canal d'évacuation (11) dé- bouche dans la conduite de liaison (4). 2. Soupape de décompression selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la source de dépression est l'espace intérieur (17) du carter (7). 3. Soupape de décompression selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que la conduite de liaison (4) débouche dans un canal de transfert (8) du carter (7). 4. Soupape de décompression selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que la conduite de liaison (4) débouche dans un canal d'aspiration, en particulier dans la lumière d'admission (12) du carter (7). 5. Soupape de décompression selon une des re- vendications 1 à 4, caractérisée en ce que le clapet (13) est formé par une bille (3) placée à l'extrémité du canal d'évacuation (11) dirigée vers la chambre de combustion (6), le poids de la bille (3) agissant sur le clapet (13) dans le sens de sa position ouverte (13a). 6. Soupape de décompression selon la revendica- tion 5, caractérisée en ce que la bille (3) est emprison- née dans un logement (23) et forme avec la paroi latérale de délimitation de ce logement une fente annulaire (25). 7. Soupape de décompression selon la revendica- tion 6, caractérisée en ce que le logement (23) est mé- nagé dans le canal d'évacuation (1). 8. Soupape de décompression selon la revendica- tion 6 ou 7, caractérisée en ce que le logement (23) est fermé, du côté de la chambre de combustion (6), par une plaque de fermeture (26) pourvue d'un orifice d'entrée (10) dont le diamètre est plus petit que le diamètre de la bille (3). 9. Soupape de décompression selon la revendica- tion 6 ou 7, caractérisée en ce que le logement (23) est formé par un trou borgne (40) percé de l'extérieur dans la paroi du cylindre (20) et dans lequel est prévu, en direction de la chambre de combustion (6), un orifice d'entrée (10) dont le diamètre est plus petit que le dia- mètre de la bille (3). 10. Soupape de décompression selon une des re- vendications 2 à 9, caractérisée en ce que la conduite de liaison (4) comporte une chambre de clapet (35) dans la- quelle est placé un clapet de refoulement (5) qui est fermé lorsqu'une surpression règne dans cette chambre. 11. Soupape de décompression selon la revendica- tion 10, caractérisée en ce que la chambre à clapet (35) communique par un canal de liaison (28) avec l'espace in- térieur (17) du carter (7). 12. Soupape de décompression selon la revendica- tion 10 ou 11, caractérisée en ce que le canal d'évacua- tion (11), la conduite de liaison (4) et le clapet de re- foulement (5) constituent une pièce d'un seul tenant, faite de préférence d'un matériau élastique, notamment de plastique.