Brevet FR2759421A1 — publié le 19980814

La présente invention concerne un moteur à combustion interne à deux temps et, en particulier, un moteur à combus- tion interne à deux temps qui peut être utilisé dans une machine portative, telle qu'une scie à chaîne, qui est destinée à être manoeuvrée dans diverses positions de travail. Un moteur à essence à deux temps refroidi par air de petite dimension est en général réalisé de manière qu'un mélange air-carburant soit aspiré par une lumière d'admis- sion dans une chambre de manivelle dans laquelle le mélange air- carburant subit une compression préalable et en même temps est agité par un contrepoids qui tourne dans la chambre de manivelle. Dans ces moteurs, une partie du carbu- rant brut non atomisé du mélange air-carburant aspiré est parfois transmise intempestivement par un passage de balayage dans la chambre de combustion. Ce phénomène appa- raît plus fréquemment lorsque le moteur est au ralenti. Lorsque le moteur est sous charge élevée et a une vitesse élevée de rotation, la quantité de carburant par unité de temps est relativement grande. Dans cet état, même si le carburant brut non atomisé s'écoule brutalement dans la chambre de combustion, il n'en résulte aucun inconvé- nient. Cependant, lorsque le moteur est à l'état de ralenti, la quantité de carburant par unité de temps est relativement petite. Si le carburant brut non atomisé peut s'écouler brutalement dans la chambre de combustion dans ces circon- stances, le mélange air-carburant a une concentration exces- sive et pose un problème sérieux, tel que le calage ou l'arrêt du moteur. Un moteur à essence à deux temps refroidi par air de petite dimension (parfois appelé simplement moteur à combus- tion interne ou moteur tout court) qui est couramment utilisé comme source motrice d'une machine portative qui peut être manoeuvrée dans diverses positions de travail, telle qu'une scie à chaîne, est en général réalisé afin qu'il soit orienté horizontalement dans un boîtier pendant l'utilisation. Le moteur est habituellement allongé, c'est- à-dire qu'il a une plus grande dimension en direction longi- tudinale (hauteur) qu'en direction latérale. Etant donné cette structure du moteur à combustion interne, le phénomène précité devient encore plus important et provoque un calage brutal et un arrêt du moteur. Dans le cas du petit moteur à combustion interne à deux temps précité qui est destiné à être placé horizontalement dans un boîtier principal d'une machine, telle qu'une scie à chaîne (comme décrit par exemple dans la demande publiée et non examinée de modèle d'utilité japonais S/56-140 402), une lumière d'aspiration est formée au fond (partie latérale vue en position horizontale) de la chambre de manivelle et un mélange air- carburant provenant d'un carburateur est aspiré par la lumière d'admission par l'intermédiaire d'une soupape à lame vers la chambre de manivelle pour subir la compression préalable dans cette chambre, le mélange air- carburant résultant comprimé préalablement étant alors transféré par un passage de balayage vers la chambre de combustion. Jusqu'à présent, on a souvent observé un phéno- mène de calage brutal du moteur, provoquant l'arrêt de celui-ci, lorsque la partie avancée de la machine (par exemple la scie à chaîne) est dirigée vers le haut ou obli- quement vers le haut après qu'elle a été manoeuvrée avec sa partie avant dirigée vers le bas ou obliquement vers le bas pendant un certain temps. On peut expliquer la cause de ce phénomène de la manière suivante. Plus précisément, le carburant brut non atomisé (carburant liquide) qui a adhéré d'abord à la paroi périphérique interne de la chambre de manivelle du moteur ou qui a été collecté sur cette paroi s'écoule collectivement dans la lumière d'aspiration pour s'accumuler dans celle- ci pendant la période o la partie avant de la machine est dirigée vers le bas ou obliquement vers le bas, c'est-à-dire lorsque la lumière d'aspiration qui débouche dans la chambre de manivelle du moteur est dirigée vers le bas ou obli- quement vers le bas. Lorsque la partie avant de la machine est ensuite dirigée vers le haut ou obliquement vers le haut, le carburant non atomisé qui s'est accumulé dans la lumière d'aspiration s'écoule dans le passage de balayage le long de la paroi périphérique interne de la chambre de mani- velle, puis s'écoule brutalement dans la chambre de combustion depuis le passage de balayage, en transmettant ainsi un mélange air-carburant excessivement concentré à la chambre de combustion. Pour empêcher cet écoulement indésirable du carburant brut non atomisé dans la chambre de manivelle à la suite du changement de position de manoeuvre du moteur, la deman- deresse a proposé, dans la demande de brevet japonais H/7-313 371, l'installation d'une structure ou partie de réglage de débit à la paroi périphérique interne de la chambre de manivelle. Dans cette proposition, une structure ou partie du réglage de débit constituée d'un ou deux barrages (gorges ou cavités) est installée près de la lumière d'entrée de la chambre de manivelle pour interrompre l'écoulement du carbu- rant brut non atomisé et empêcher ainsi l'entrée de celui-ci dans la chambre de combustion même lorsque le carburant brut non atomisé accumulé à la lumière d'entrée est obligé de circuler dans la chambre de manivelle à cause du changement de position de travail du moteur. Cependant, comme les barrages ou éléments analogues jouant le rôle d'une structure de réglage de débit sont formés au voisinage de la lumière d'entrée parallèlement au vilebrequin dans la proposition précitée, il est donc difficile d'empêcher l'écoulement dans la chambre de combustion du carburant brut non atomisé qui adhère à une partie de paroi interne de la chambre de manivelle du côté du passage de balayage de ces barrages ou de cette structure de réglage de débit avant que le moteur ne change de position de travail, ou l'écoulement dans la chambre de combustion du carburant brut non atomisé qui passe sur les barrages ou la structure de réglage de débit lors du changement de position de travail du moteur. La présente invention a été réalisée compte tenu des circonstances précitées. Elle a donc pour objet la réali- sation d'un moteur à combustion interne à deux temps qui permet d'empêcher un écoulement indésirable du carburant brut non atomisé qui a adhéré à la paroi périphérique interne de la chambre de manivelle même lorsque la position de travail du moteur à combustion interne de la machine est modifiée lors d'un changement de position de travail de la machine, si bien que l'introduction brutale du carburant brut non atomisé dans la chambre de combustion est évitée, de même que l'arrêt indésirable résultant du moteur. La présente invention concerne donc un moteur à combustion interne à deux temps qui comporte un carter ayant une chambre de manivelle et une lumière d'aspiration qui débouche dans la chambre de manivelle, et une surface de réglage de débit qui peut retarder la circulation du carbu- rant brut non atomisé est formée sur une partie de paroi périphérique interne de la chambre de manivelle, cette sur- face de réglage de débit partant du voisinage de la lumière d'admission et atteignant le voisinage du passage de balayage. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la surface de réglage de débit est formée d'une structure à nervures analogue à un réseau constituée d'un grand nombre de nervures élémentaires qui se recoupent sous forme d'un réseau. Les nervures élémentaires sont divisées de préfé- rence en deux groupes qui sont orientés avec des angles prédéterminés d'intersection par rapport à l'axe du vile- brequin et qui s'étendent sur toute la largeur de la chambre de manivelle. Dans le moteur à combustion interne à deux temps selon l'invention comme décrit précédemment, lorsque la culasse du moteur est dirigée vers le haut à la suite d'un changement de position de la machine portative contenant le moteur, le carburant brut non atomisé qui a adhéré à la surface de réglage de débit formée à la paroi périphérique interne de la chambre de manivelle est obligé de s'écouler lentement vers la lumière d'admission avec recoupement d'un grand nombre de nervures élémentaires de la surface de réglage de débit et se disperse progressivement en étant collecté pro- gressivement dans un grand nombre de parties concaves formées par les nervures élémentaires qui se recoupent. Ensuite, lorsque la position de travail du moteur est changée brutalement et le moteur est dirigé du côté opposé (vers le haut), le carburant brut non atomisé qui a été collecté au niveau de la lumière d'aspiration et dans les parties concaves a tendance à s'écouler brutalement vers le passage de balayage. Cependant, l'écoulement brutal du carburant brut non atomisé est intercepté par le grand nombre de nervures élémentaires de la structure à nervures analogue à un réseau, et le débit du carburant brut non atomisé est ainsi fortement réduit. Le carburant brut non atomisé est ainsi retenu dans les parties concaves entourées par les nervures élémentaires inclinées, si bien qu'il est possible d'atomiser à nouveau facilement le carburant brut non atomisé. Le carburant brut non atomisé qui a adhéré à la surface de réglage de débit ou à d'autres parties de paroi interne de la chambre de manivelle avant que la position de travail du moteur ne soit modifiée du côté opposé, ne peut pas pénétrer rapidement à l'état liquide, par l'intermédiaire de la paroi périphérique interne de la chambre de manivelle, dans la chambre de combustion même lorsque la position de travail du moteur est changée brutalement dans l'autre sens, si bien que toute possibilité d'arrêt imprévu du moteur est réduite au minimum. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale en coupe partielle d'un exemple de moteur à combustion interne à deux temps selon l'invention, avec des parties arrachées par raison de clarté; la figure 2 est une coupe agrandie suivant la ligne II-II de la figure 1, représentant le carter du moteur à combustion interne à deux temps; la figure 3 est une coupe longitudinale suivant la ligne III-III de la figure 2; et la figure 4 est une vue agrandie en perspective de la surface de réglage de débit formée à la paroi périphérique interne du carter représenté sur la figure 2. La figure 1 représente une scie à chaîne 1 qui est un exemple de machine portative à moteur, comprenant un moteur à combustion interne à deux temps selon l'invention. Comme représenté, la scie à chaîne 1 comprend un boî- tier principal 2, un organe 6 de travail tel qu'une chaîne de scie qui est montée de façon amovible à la partie avant (à gauche de la figure 1) du boîtier principal 1, une poignée principale 3 fixée à la partie arrière du boîtier principal 2, et une poignée auxiliaire 4 en forme de boucle fixée à la partie supérieure avant du boîtier 2. Un moteur à essence à deux temps refroidi par air, de petite dimension dans ce mode de réalisation, est logé dans le boîtier principal 2 de manière que le moteur 10 soit orienté en direction pratiquement horizontale avec la culasse 11 dirigée vers le bas, c'est-à-dire que le bloc- cylindre 12 est placé du côté arrière et un carter 20 raccordé au bloc-cylindre 12 est placé vers l'avant du boîtier principal 2. Un piston 14 est logé dans le bloc-cylindre 12. Une chambre 17 de combustion est délimitée au-dessus de la face supérieure du piston 14 (à droite sur la figure 1). Une bougie d'allumage 29 est fixée à la culasse il du bloc- cylindre 12, son extrémité dépassant dans la chambre de combustion 17. Le mouvement alternatif du piston 14 est transformé par une bielle 19 en un mouvement de rotation du vilebrequin 15 qui est supporté axialement par un palier (non représenté) placé entre le carter en demi-cercle 20 et la partie infé- rieure du bloc-cylindre 12. Lorsque le vilebrequin 15 est entraîné en rotation de cette manière, le contrepoids 16 fixé au vilebrequin 15 tourne simultanément dans la chambre 22 de manivelle délimitée entre le carter 20 et la partie inférieure du bloc-cylindre 12, dans le sens de la flèche A de la figure 1. Une lumière 25 d'aspiration est formée à une partie du carter 20 qui se trouve du côté supérieur de la partie inférieure de la chambre 22 de manivelle (ou à la partie avant avec l'orientation horizontale du moteur indiquée sur la figure 1). Un mélange air-carburant transmis par un carburateur du type à diaphragme est transféré à un passage d'alimen- tation 32 formé dans un isolateur 40 puis pénètre dans la lumière d'aspiration 25. Le mélange air-carburant ainsi introduit dans la lumière 25 par une soupape 35 à lame est aspiré et subit une compression préalable dans la chambre 22 de manivelle, le mélange résultant air- carburant ayant subi la compression préalable étant ensuite introduit, par l'intermédiaire des passages supérieur et inférieur 27 de balayage qui communiquent avec la chambre 22, dans la chambre 17 de combustion lorsque le piston 14 se déplace alternativement. Comme l'indiquent clairement les figures 2 et 3, une surface 23 de réglage de débit qui peut retarder l'écou- lement du carburant brut non atomisé est formée le long d'une partie de paroi périphérique interne 22a de la chambre 22 de manivelle qui part du voisinage de la lumière 25 vers le voisinage du passage inférieur 27 de balayage. Plus précisément, cette surface 23 de réglage de débit est formée d'une structure à nervures analogue à un réseau, constituée d'un grand nombre de nervures élémentaires 23a qui se recoupent en forme de réseau et s'étendent sur toute la largeur L de la chambre 22 dans la direction de l'axe O-O du vilebrequin 15. Les nervures élémentaires 23a sont placées en deux groupes alignés dans des directions différentes, si bien que les deux groupes de nervures élémentaires se recoupent et forment un réseau. En outre, comme les deux groupes de nervures élémentaires 23a sont inclinés du même angle prédé- terminé (mais en sens opposés) par rapport à l'axe O-O du vilebrequin 15, les nervures 23a qui se recoupent forment plusieurs parties concaves 23b en forme de losanges entou- rées par les nervures 23a comme représenté sur la figure 4. La référence 28 des figures 2 et 3 désigne une partie de montage du palier du vilebrequin 15. Ensuite, on décrit le fonctionnement de la scie à chaîne 1 ayant le moteur à combustion interne à deux temps de la structure précitée. Lorsque la scie 1 à chaîne est commandée pendant un certain temps avec sa partie avant dirigée vers le bas ou obliquement vers le bas, le carburant brut non atomisé qui a adhéré aux parties concaves 23b de la surface 23 ou qui est collecté sur cette surface formée à la paroi périphérique interne 22a de la chambre 22 s'écoule lentement vers la lumière 25 en recoupant un grand nombre de nervures élémentaires 23a de la surface 23 puis est dispersé et collecté progressivement dans le grand nombre de parties concaves 23b entourées chacune par les nervures sécantes 23a. Ensuite, lorsque la partie avant de la scie 1 est brutalement dirigée vers le haut ou obliquement vers le haut, le carburant brut non atomisé qui a été retenu au niveau de la lumière 25 s'écoule vers le passage inférieur 27 de balayage comme indiqué par la flèche blanche de la figure 3. Cependant, cet écoulement du carburant brut non atomisé est intercepté par le grand nombre de nervures élémentaires 23a de la surface 23, si bien que le débit du carburant brut non atomisé est grandement réduit et ce car- burant non atomisé est dispersé parmi les parties concaves 23b entourées par les nervures 23a. Il est ainsi possible d'atomiser à nouveau facilement le carburant non atomisé. Le carburant brut non atomisé qui a déjà adhéré à la surface 23 de réglage de débit ou à une autre partie de paroi interne 22a de la chambre 22, avant que la position de travail du moteur 10 ne soit changée par inclinaison vers le haut ou obliquement vers le haut de la partie avant de la scie à chaîne 1, ne peut pas avancer rapidement à l'état liquide par l'intermédiaire de la paroi périphérique interne 22a de la chambre 22 dans la chambre de combustion 17 car il est retenu par la structure à nervures en forme de réseau, même si la position de travail du moteur 10 est changée brutalement, si bien que les possibilités de calage ou arrêt imprévu du moteur 10 sont réduites au minimum. Dans la description qui précède, l'invention a été décrite en référence à un exemple de réalisation. Il faut cependant noter que l'invention n'est pas limitée à cet exemple mais peut être modifiée de diverses manières dans son cadre tel que défini par les revendications. Par exemple, les deux groupes de nervures élémentaires 23a des surfaces 23 de réglage de débit sont représentés comme étant inclinés d'angles égaux mais opposés par rapport à la direction de l'axe O-O du vilebrequin 15. Dans une variante, l'un des groupes de nervures 23a de la surface 23 peut être réglé parallèlement à la direction axiale du vilebrequin 15 alors que l'autre groupe de nervures 23a peut être perpendiculaire à cette direction axiale du vilebre- quin 15. En outre, comme l'indique la figure 2, il peut être préférable de réaliser des gorges 25a de séparation au voisinage de la lumière 25 d'aspiration pour empêcher la formation d'un courant convergent par le carburant brut non atomisé. On peut noter, d'après la description qui précède, qu'une surface de réglage de débit analogue à un réseau constituée d'un grand nombre de nervures élémentaires est formée sur une partie de paroi périphérique interne de la chambre de vilebrequin, de manière qu'elle s'étende du voisinage de la lumière d'aspiration au voisinage d'un passage de balayage. Selon la présente invention en consé- quence, il est possible d'empêcher l'entrée du carburant brut non atomisé, qui a été collecté au niveau de la lumière d'aspiration ou qui a adhéré à celle-ci, dans la chambre de manivelle lors des changements de position de travail du moteur. Comme un tel courant indésirable de carburant brut non atomisé est intercepté par le grand nombre de nervures élémentaires et comme son débit est donc réduit et est dispersé sur un grand nombre de parties concaves entourées chacune par les nervures, le courant brut non atomisé ne peut pas s'écouler brutalement dans la chambre de combus- tion, si bien qu'il est possible d'atomiser à nouveau facilement le carburant non atomisé. En conséquence, le calage et l'arrêt accidentels du moteur sont évités. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux moteurs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne à deux temps, carac- térisé en ce qu'il comprend: un carter (20) comprenant une chambre (22) de mani- velle, une lumière (25) d'aspiration qui débouche dans la chambre (22) de manivelle, un passage (27) de balayage qui débouche dans la chambre (22) de manivelle à un emplacement distant de la lumière (25) d'aspiration le long d'une paroi périphérique interne de la chambre (22) de manivelle, et un vilebrequin (15) ayant un axe de rotation, et une surface (23) de réglage de débit formée sur une partie de paroi périphérique interne de la chambre (22) de manivelle et destinée à retarder l'écoulement du carburant brut non atomisé, cette surface (23) de réglage de débit s'étendant du voisinage de la lumière (25) d'aspiration vers le voisinage du passage (27) de balayage qui débouche dans la chambre (22) de manivelle. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface (23) de réglage de débit est formée d'un grand nombre de nervures élémentaires (23a). 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le grand nombre de nervures élémentaires (23a) est formé avec un dessin analogue à un réseau. 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que: le grand nombre de nervures élémentaires (23a) est réparti en deux groupes qui sont orientés suivant des angles respectifs prédéterminés par rapport à l'axe du vilebrequin (15) pour la formation d'un dessin en forme de réseau, et le dessin en forme de réseau s'étend sur toute la largeur de la chambre (22) de manivelle dans la direction de l'axe du vilebrequin (15).