Brevet FR2726326A1 — publié le 19960503

95/3176 Dispositif de balayage pour un moteur à deux temps La présente invention concerne un dispositif de balayage pour un moteur à deux temps et, plus particulièrement, un dispositif de balayage adapté à un procédé de balayage équicourant dans un moteur à deux temps à cylindres multiples. On sait que l'un des procédé de balayage bien connu pour un moteur à deux temps est le balayage équicourant. La structure du moteur à deux temps dans le procédé de balayage équicourant est fondamentalement celle représentée à la figure 5 (voir la demande de certificat d'utilité japonais publiée et non examinée n 115529/1988). Comme on peut le voir sur le moteur diésel à deux temps de la figure , plusieurs orifices de balayage 24 sont ménagés au milieu de la hauteur d'une chemise de cylindre 23. De l'air neuf, mis sous pression par une pompe de balayage 38, est envoyé dans un cylindre 21 par les orifices de balayage 24, comme représenté par des flèches. Ensuite, du gaz de combustion est expulsé vers un conduit d'échappement 33, par la course ascendante d'un piston 37, à travers une soupape d'échappe- ment 32 qui est ouverte. Dans le procédé de balayage équicourant, le gaz s'écoule dans une direction dans le cylindre 21, comme décrit ci-dessus. Un moteur à deux temps à cylindres multiples conçu pour ce balayage équicourant comporte des manchons 35 de refroidissement par eau, en la partie supérieure du bloc cylindre 34, qui entourent chacun des cylindres 21. Une chambre de balayage 22 est construite en dessous de ceux-ci, entourant chaque cylindre 21 comme représenté à la figure 6. De l'air neuf est envoyé dans les cylindres 21 depuis la chambre de balayage 22, par une pluralité d'orifices de balayage 24 formés autour des chemises 23 des cylindres. Du gaz de combustion est alors expulsé par un conduit d'échappement 33 formé dans la culasse 36. Chaque orifice de balayage 24 est incliné afin que l'air neuf s'écoule en tourbillonnant dans les cylindres 21. L'efficacité du balayage sera moindre si l'air neuf reflue dans la chambre de balayage 22 pendant une opération ultérieure de balaya- ge de chaque cylindre 21. Pour empêcher ce reflux, il a été proposé de trouver une position appropriée des lumières d'introduction d'air neuf ou de disposer des manière appropriée des protubérances dans la chambre de balayage 22. Le certificat d'utilité japonais publié et non examiné n 115529/1988, représenté à la figure 6> décrit une disposition de lumiè- res 25 et 26 d'introduction d'air neuf, sur les deux côtés de la chambre de balayage 22, diagonalement opposées l'une de l'autre, et des protu- bérances 27 et 28 qui sont disposées de manière adéquate pour former une paire de passages de balayage 29 et 30, de sorte que de l'air neuf introduit par chaque lumière 25 et 26 s'écoule dans une direction. Des parois de séparation 31 sont en outre placées entre les chemises 23, 23 des cylindres afin d'empêcher toute agitation de l'air neuf et d'empê- cher le reflux pendant la procédure suivante de balayage de chaque cylindre 21. Dans la structure représentée à la figure 6, le pourtour de la chambre de balayage est rectangulaire, ce qui forme des espaces vides entre les cylindres. Dans une telle configuration, l'air neuf a tendance à s'écouler en ligne droite le long de la surface intérieure de la chambre de balayage et non pas le long de la circonférence des cylin- dres. Par conséquent, il existe des différences entre les quantités d'air neuf fourni qui s'écoulent autour de la chambre de balayage, les espaces vides recevant des quantités relativement moins importantes d'air neuf. De ce fait, l'air neuf s'écoule de manière inégale par chaque orifice de balayage 24, en formant des tourbillons instables dans chaque cylindre, ce qui produit un mélange de l'air neuf et du gaz de combustion et limite l'efficacité du balayage. De plus, comme les lumières 25, 26 d'introduction de l'air neuf sont ouvertes en face des chemises 23 de cylindres situés aux deux extrémités de la chambre de balayage 22, une quantité relative- ment importante d'air neuf pénètre par les orifices de balayage 24 qui sont situés en face des lumières 25, 26. La circulation d'air neuf devient donc inhomogène entre les cylindres, ce qui réduit l'efficacité du balayage. Il est également difficile de disposer les lumières 25, 26 d'introduction d'air neuf de chaque côté du bloc cylindre compte tenu de sa structure. Un principal objet de la présente invention est de proposer un dispositif de balayage dans un moteur à deux temps qui soit conçu pour laisser l'air neuf s'écouler dans chaque cylindre de façon égale, par chacun des orifices de balayage entourant ce dernier, afin d'améliorer l'efficacité du balayage avec une configuration plus simple de la lumière d'introduction d'air neuf. La présente invention propose donc un dispositif de balayage pour un moteur à deux temps, qui comprend: une chambre de balayage dans laquelle sont disposés une pluralité de cylindres, une pluralité d'orifices de balayage formés autour de chaque chemise des cylindres, des protubérances disposées des deux côtés de la surface intérieure de la chambre de balayage, entre les cylindres, un passage de balayage formé le long de la circonférence extérieure de chaque cylindre, à égale distance entre la surface intérieure de la chambre de balayage et les chemises des cylindres, et une lumière d'introduction d'air neuf, disposée de façon tangentielle par rapport à la circonférence extérieure d'un cylindre situé en une extrémité de la chambre de balayage. Des parois de séparation peuvent être placées entre les cylin- dres. En plus de la lumière d'introduction d'air neuf située en une extrémité de la chambre de balayage, une lumière auxiliaire d'intro- duction d'air neuf peut en outre être placée pour s'ouvrir de façon tangentielle sur la circonférence extérieure d'un cylindre disposé à l'autre extrémité de la chambre de balayage. Cette lumière auxiliaire d'introduction d'air neuf peut être pourvue d'une soupape à anche. La présente invention est caractérisée en ce que la chambre de balayage entoure une pluralité de cylindres, une pluralité d'orifices de balayage étant formés autour des chemises des cylindres, orifices par lesquels de l'air neuf est introduit dans chaque cylindre. Des protubérances sont disposées de chaque côté de la surface intérieure de la chambre de balayage, entre les cylindres, de sorte qu'un passage de balayage est formé le long de la circonférence extérieure des cylin- dres, avec des espaces identiques entre la surface intérieure de la chambre de balayage et les chemises des cylindres. Une lumière d'introduction d'air neuf est disposée tangentiellement à la circonfé- rence extérieure d'un cylindre situé en une extrémité. Des parois de séparation peuvent de préférence être placées entre les cylindres. Une lumière auxiliaire d'introduction d'air neuf peut aussi être utilisée à l'autre extrémité de la chambre de balayage, cette lumiè- re étant parallèle à la lumière principale d'introduction d'air neuf. Une soupape à anche peut être en outre placée à l'entrée de la lumière auxi- liaire d'introduction d'air neuf. Dans la présente invention, le passage de balayage s'étend suivant la circonférence des cylindres, à égale distance entre la surfa- ce intérieure de la chambre de balayage et les chemises des cylindres, et conduit de l'air neuf à s'écouler de façon régulière à la périphérie de la chambre de balayage. Ce courant d'air est ensuite amené à s'écouler dans une direction par une lumière d'introduction d'air neuf qui est disposée tangentiellement à la circonférence d'un cylindre situé en une extrémité. Ce courant d'air uni-directionnel et non agité fournit à chaque cylindre de l'air neuf de façon identique par chaque orifice de balayage, même pendant une opération successive de balayage de chaque cylindre. De préférence, des courants tourbillonnants sont ensuite formés dans chaque cylindre, ce qui permet d'avoir un balaya- ge de haute efficacité avec un mélange le plus faible possible du gaz d'échappement de combustion et de l'air neuf. Cela permet aussi d'avoir une configuration simple, puisqu'il n'est pas utile de prévoir des lumières d'introduction d'air neuf sur les côtés opposés de la chambre de balayage. Pour empêcher qu'une partie de l'air neuf traverse des passa- ges de contournement formés entre les cylindres, des parois de sépara- tion peuvent être employées entre ces cylindres afin d'obtenir un courant tangentiel complet d'air neuf le long de la surface intérieure de la chambre de balayage et d'améliorer encore l'efficacité dont on vient de parler. Si on ne place une lumière d'introduction d'air neuf qu'en une seule extrémité de la chambre de balayage, cela peut provoquer une chute de pression par résistance de l'air sur le côté amont du passage de balayage, augmentant la charge de travail de la pompe de balayage. On peut diminuer la pression de balayage en plaçant une lumière auxi- liaire d'introduction d'air neuf à l'autre extrémité de la chambre de balayage, cette lumière étant parallèle à la lumière principale d'intro- duction d'air neuf. Si la lumière auxiliaire d'introduction d'air neuf est en outre dotée d'une soupape à anche, l'entrée d'admission d'air s'ouvre et se ferme en fonction de la valeur de la charge de travail, de sorte que cela empêche l'entrée dans le passage de balayage d'air neuf en prove- nance de la lumière auxiliaire d'introduction d'air neuf quand la chute de pression est faible pendant un fonctionnement à basse vitesse. On peut ainsi empêcher les turbulences d'air afin d'améliorer l'efficacité du balayage en formant un tourbillon optimal avec une diminution de la pression de balayage. La soupape à anche peut aussi rectifier la direction de l'air neuf introduit par la lumière auxiliaire d'introduction d'air neuf afin que cet air s'écoule suivant le courant dans la chambre de balayage, ce qui permet une conception souple quant à la disposi- tion ou la taille de la lumière auxiliaire d'introduction d'air neuf. La présente invention sera davantage décrite grâce à un exemple non limitatif et en référence aux dessins d'accompagnement dans lesquels: la figure 1 est une vue de dessus en coupe transversale montrant une construction de la chambre de balayage dans un disposi- tif de balayage destiné à un moteur à deux temps, suivant une première forme de réalisation de la présente invention, la figure 2 est une vue de dessus en coupe transversale montrant une construction de la chambre de balayage dans un disposi- tif de balayage destiné à un moteur à deux temps, suivant une seconde forme de réalisation de la présente invention, la figure 3 est une vue de dessus en coupe transversale montrant une construction de la chambre de balayage dans un disposi- tif de balayage destiné à un moteur à deux temps, suivant une troisiè- me forme de réalisation de la présente invention, la figure 4 est une vue de dessus en coupe transversale montrant une construction de la chambre de balayage dans un disposi- tif de balayage destiné à un moteur à deux temps, suivant une quatriè- me forme de réalisation de la présente invention, la figure 5 est une vue de côté en coupe verticale, montrant une construction d'un moteur à deux temps classique, et la figure 6 est une vue de dessus en coupe transversale, montrant une construction de la chambre de balayage classique dans un dispositif de balayage destiné à un moteur à deux temps. Une première forme de réalisation de la présente invention va maintenant être décrite en référence à la figure 1. Le repère numérique de la figure 1 désigne le bloc cylindre d'un moteur à deux temps à cylindres multiples dans le procédé de balayage équicourant. Trois cylindres 1 sont placés dans le bloc cylindre, la partie supérieure de chacun d'eux étant entourée par des manchons de refroidissement par eau (voir la figure 5), et une chambre de balayage 2 est formée en- dessous d'eux. Plusieurs orifices de balayage 4 sont formés autour de chaque chemise de cylindre 3, à intervalles adéquats, pour ouvrir la chambre de balayage 2 sur l'intérieur des cylindres 1. De l'air neuf est introduit dans les cylindres 1 par ces orifices de balayage 4, en prove- nance de la chambre de balayage 2. Les orifices de balayage 4 sont formés avec une certaine inclinaison tangentielle pour que l'air neuf crée un tourbillon dans les cylindres 1. Des protubérances 5 sont disposées de chaque côté de la surface intérieure 15 de la chambre de balayage 2, entre les cylindres 1, 1. Des parois de séparation 6 sont placées entre les cylindres 1, 1 en étant inclinées suivant le courant d'air qui pénètre par les orifices de balayage 4. Un passage de balayage 7 est formé le long de la circonfé- rence extérieure de chaque cylindre 1, à égale distance entre la surface intérieure 15 de la chambre de balayage 2 et les chemises 3 des cylin- dres. La section du passage de balayage 7 est donc uniforme et le passage 7 s'étend à la périphérie des chemises de cylindres 3 dans la chambre de balayage 2. Une lumière 8 d'introduction d'air neuf est disposée de manière à s'ouvrir tangentiellement à la circonférence extérieure du cylindre 1 qui est placé en une extrémité de la chambre de balayage 2. La lumière 8 d'introduction d'air neuf est raccordée à une pompe de balayage destinée à envoyer de l'air neuf, et une culasse dotée d'une soupape d'échappement et d'une soupape d'admission de carburant est montée sur la surface supérieure du bloc cylindre 10 (voir la figure 5). On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de la présente invention. Quand de l'air neuf est mis sous pression et envoyé par la pompe de balayage, à travers la lumière 8 d'introduction d'air neuf et jusque dans le passage de balayage 7 existant dans la chambre de balayage 2, les pistons descendent successivement dans chaque cylindre 1 et les orifices de balayage 4 s'ouvrent. En même temps, une soupape d'échappement placée dans la culasse s'ouvre également, de sorte que l'air de combustion se trouvant dans les cylin- dres 1 est expulsé par un conduit d'échappement, et de l'air neuf pénè- tre dans les cylindres 1 par les orifices de balayage 4. La configuration du passage de balayage 7, qui est formé le long de la circonférence extérieure de chaque cylindre 1 et qui a une largeur égale, contribue à égaliser le flux d'air neuf envoyé dans les cylindres 1 par les orifices de balayage 4, cylindres dans chacun desquels est réalisé un tourbillon optimal. La lumière 8 d'introduction d'air neuf, ouverte de façon tangentielle sur la circonférence extérieu- re d'un cylindre 1 situé en une extrémité, aide en outre le courant d'air à s'écouler dans une seule direction. Une opération de balayage peut donc être effectuée avec le mélange minimal de gaz de combustion et d'air neuf, permettant d'obtenir une grande efficacité du balayage. Une seconde forme de réalisation de la présente invention va maintenant être décrite en référence à la figure 2. Dans la première forme de réalisation qui vient d'être décrite, la lumière 8 d'introduc- tion d'air neuf ne se trouve qu'en une seule extrémité de la chambre de balayage 2, ce qui peut provoquer une chute de pression du fait de la résistance de l'air en aval du passage de balayage 7 et augmenter la charge de travail de la pompe de balayage. Cette forme de réalisation sert à résoudre un tel problème. Sur la figure 2, des repères numériques identiques à ceux de la figure 1 désignent des éléments de la structure qui sont identiques à ceux de la première forme de réalisation, et seuls les points différents d'avec la première forme de réalisation vont être décrits. Dans cette forme de réalisation et comme représenté à la figure 2, une lumière auxiliaire 1 1 d'introduction d'air neuf est ouverte de fatçon tangentielle sur la circonférence extérieure d'un cylindre 1 se trouvant à l'autre extrémité de la chambre de balayage 2, cette lumière étant parallèle à la lumière principale 8 d'introduction d'air neuf de la première forme de réalisation. La section b de la lumière auxiliaire 1 1 d'introduction d'air neuf est plus petite que celle du passage de balayage 7 au niveau de leur partie de jonction. Les deux lumières 8 et 1 1 d'introduction d'air neuf sont réunies et couplées à la pompe de balayage. Dans cette forme de réalisation, une chute de pression due à la résistance de l'air est compensée par introduction d'air neuf dans le courant depuis la lumière auxiliaire 11 d'introduction d'air neuf. De ce fait, la pression de balayage de la pompe de balayage est réduite, ce qui réduit la charge de travail de la pompe de balayage. Si la section b de la lumiè- re auxiliaire 11 d'introduction d'air neuf est trop importante, le courant d'air neuf qui en provient devient prédominant. empêchant un envoi d'air neuf homogène par les orifices de balayage 4 et détériorant éventuellement l'efficacité du balayage. Une troisième forme de réalisation de la présente invention va être décrite maintenant en référence à la figure 3. Dans cette forme de réalisation, une soupape à anche 12 est placée à l'entrée de la lumière auxiliaire 11 d'introduction d'air neuf qui a été décrite pour la seconde forme de réalisation. La soupape à anche 12 s'ouvre lorsque la chute de pression dans le passage de balayage 7 devient importante lors d'un fonctionnement à grande vitesse, afin d'y faire pénétrer de l'air neuf et de diminuer la pression de balayage. On peut ainsi former un tourbillon optimal pour améliorer l'efficacité du balayage. Au contraire, la soupape à anche 12 ferme l'entrée de la lumière auxiliaire 11 d'introduction d'air neuf lorsque la chute de pression est faible pendant un fonctionnement à basse vitesse, pour empêcher les turbulences dans le courant d'air neuf s'écoulant dans le passage de balayage 7. La soupape à anche 12 peut aussi rectifier la direction de l'air neuf introduit par la lumière auxiliaire 1 1 d'introduction d'air neuf afin que cet air s'écoule suivant le courant existant dans le passage de balayage 7, cela permet une conception souple quant à la disposition et la dimension de la lumière auxiliaire 11 d'introduction d'air neuf. Une quatrième forme de réalisation représentée à la figure 4 correspond sensiblement à la première forme de réalisation de la figu- re 1, sauf qu'il n'y a pas de parois de séparation 6 entre les cylindres 1, 1. Des passages de contournement 16 sont ainsi formés entre les cylindres 1, 1, passages dont la section est plus faible que celle du passage de balayage 7. Une description plus détaillée sera omise car les repères numériques identiques à ceux de la figure I correspondent sur la figure 4 à des éléments identiques de la structure. Dans cette forme de réalisation, une partie de l'air neuf passe par les passages de contournement 16 qui sont formés entre les cylin- dres 1 quand cet air s'écoule autour de la chambre de balayage 2. Mais la quantité de cet air neuf n'est pas importante et presque tout l'air neuf circule en cercle le long de la surface intérieure 15 de la chambre de balayage 2. Par rapport à la première forme de réalisation, l'air neuf est envoyé de façon moins homogène dans les cylindres 1 par les orifices de balayage, mais on obtient néanmoins une alimentation homogène en air neuf. La quatrième forme de réalisation est supérieu- re à la première forme de réalisation car elle permet d'avoir une confi- guration plus simple. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des varian- tes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de balayage pour un moteur à deux temps, carac- térisé en ce qu'il comprend: - une chambre de balayage (2) dans laquelle sont disposés une pluralité de cylindres (1), - une pluralité d'orifices de balayage (4) formés autour de chaque chemise (3) des cylindres, - des protubérances (5) disposées des deux côtés de la surface intérieure (15) de la chambre de balayage, entre les cylindres, - un passage de balayage (7) formé le long de la circonféren- ce extérieure de chaque cylindre, à égale distance entre la surface inté- rieure de la chambre de balayage et les chemises des cylindres, et - une lumière (8) d'introduction d'air neuf, disposée de façon tangentielle par rapport à la circonférence extérieure d'un cylindre situé en une extrémité de la chambre de balayage. 2. Dispositif de balayage pour un moteur à deux temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que des parois de séparation (6) sont placées entre les cylindres. 3. Dispositif de balayage pour un moteur à deux temps selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, en plus de la lumière d'introduction d'air neuf située en une extrémité de la chambre de balayage, une lumière auxiliaire (11) d'introduction d'air neuf est placée en outre pour s'ouvrir de façon tangentielle sur la circonférence extérieure d'un cylindre disposé à l'autre extrémité de la chambre de balayage. 4. Dispositif de balayage pour un moteur à deux temps selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite lumière auxiliaire (11) d'introduction d'air neuf est pourvue d'une soupape à anche (12).