Brevet FR2824113A1 — publié le 20021031

cond piston hydraulique (54). 282411 3 Agencement d' injection directe de carburant pour moteur à combustion interne La présente invention est relative un agencement d' injection directe de carburant pour moteurs à combustion interne. Plus particulièrement, l'invention concerne l'agencement d' injection directe de carburant pour moteurs à combuscion interne, du type 2 temps, à au moins un cylindre, un piston monté coulissant axialement dans le cylindre, une culasse, et comportant un dispositif d' injection directe de carturant selon au moins un jet ayant un axe de symétrie, le piston ayant une tête dont une première face d'extrémité délimite une chambre de combustion avec la culasse et le cylindre correspondant du moteur, et dont une seconde face d'extrémité délimite une cavité avec le carter du moteur, la chambre de combustion et la cavité étant reliées entre elles par au moins une lumière et un canal de transfert permettant le passage entre la cavité et la chambre de combustion d'un mélange de gaz issu d'au moins une lumière d'admission réalisée dans le cylindre, ce passage s'effectuant selon un écoulement rotatif autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal du cylindre, ce mélange de gaz après combustion étant extrait par l'intermédiaire d'au moins une lumière d'échappement réalisée dans le cylindre. On rappellera rapidement le cycle de fonctionnement d'un moteur deux temps traditionnel alimenté par carburateur. Celui-ci utilise un seul tour de vilebrequin, ainsi que la partie supérieure et inférieure du piston. Dans le premier temps: il s'agit de la phase d'admission/compression. Le piston effectue un mouvement de translation de sa position de point mort bas à sa position de point mort haut, la chambre de combustion se remplit d'un 282411 3 mélange gazeux comprimé. En même temps, dans le carter moteur, sous la partie inférieure du piston est admis, par l'intermédiaire de la lumière d'admission, des gaz frais chargés en combustible. Dans le second temps: il s'agit de la phase de combustion/échappement. Sous l'effet d'une étincelle issue d'une bougie débouchant dans la chambre de combustion ou par auto allumage, le mélange gazeux comprimé est enflammé, le piston est violemment chassé vers le bas et il dogage la lumière d'échappement permettant l'évacuation des gaz de combustion, les gaz frais, par l'intermédiaire des lumières de transfert, sont chassés du bas moteur vers la chambre de combustion. Un nouveau cycle peut alors recommencer. En raison de sa conception, et particulièrement du fait que les lumières d' échappement et d' admission ne sont pas totalement et constamment fermées par le piston dans sa phase montante, il se produit: - des pertes de compression, - un croisement entre le mélange de gaz frais admis et les gaz d'échappement. Ces inconvénients se manifestent généralement au niveau du fonctionnement par un dégagement d'imbrûlés de combustion au niveau de l'échappement, se traduisant par une fumée importante, conduisant à une pollution de l'environnement. Or, les mesures législatives actuelles prévoient d'imposer aux fabricants de moteur des contraintes sévères en matière de respect de l'environnement. La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, selon l' invention, un moteur du genre en question est caractérisé en ce que le dispositif d'injection est positionné sur la culasse en regard de la première face d' extrémité du piston de sorte que l' axe de 282411 3 symétrie du jet jaillissant du dispositif d'injection soit à contre-courant du sens d'écoulement du mélange de gaz. Ces dispositions et notamment l' injection de carburant à contre-courant du mouvement de rotation ou de " tumble " du mélange de gaz, permettent d'améliorer les paramètres aérodynamiques de la formation du mélange combustible/mélange de gaz à l'intérieur de la chambre de combustion, sans rejet dans le conduit d'échappement et donc de réduire de manière substantielle les émissions de polluants. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - l'axe de symétrie du jet de carburant fait un angle a par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre, cet angle a étant compris dans la fourchette de 30 à 70 , - l'axe de symétrie du jet fait un angle par rapport à un plan diamétral du cylindre centré sur la lumière d'échappement, cet angle étant compris dans la fourchette de -45 à +45 , - l'axe de symétrie du jet est incliné d'un angle par rapport à un axe longitudinal du dispositif d' injection, cet angle étant compris dans la fourchette -60 à + 60 , Selon un autre aspect de l' invention, celle-ci a pour objet également l'utilisation d'un moteur tel que précédemment visé, pour la motorisation d'un véhicule à 2 roues, d'un engin de loisir, d'un outillage ou analogue. D'autres caractéristiques et avantages de l' invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un 282411 3 moteur à combustion interne selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe traneversale du moteur de la figure 1, le plan de coupe passant sensiblement au niveau de la lumière d'échappement. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente de manière schématique et en coupe tranevereale un moteur 1, à combustion interne, à cycles à deux temps, à allumage commandé et à injection directe. Comme connu, dans chaque cylindre 2, aménagé dans le bloc moteur 1, un piston 3 est monté coulissant axialement selon un axe X longitudinal du cylindre 2, en va-et-vient et relié à un vilebrequin par une bielle 4. Le piston 3 comporte une tête 6 dont une première face d'extrémité 7 délimite une chambre de combustion 3 avec le cylindre 2 correspondant et une culasse 16 du moteur 1, et dont une seconde face d'extrémité 9 délimite une cavité avec le carter 11 du moteur 1. La chambre de combustion 8 et la cavité 10 sont reliées entre elles par au moins une lumière 12 et un canal de transfert 18 (visible en figure 1) permettant le passage entre la cavité 10 et la chambre de combustion 8 d'un mélange de gaz issu d'au moins une lumière d'admission 13 réalisoe dans le cylindre 2, ce passage s'effectuant selon un écoulement rotatif autour d'un axe Y sensiblement perpendiculaire à l'axe X longitudinal du cylindre 2. Le mouvement de cet écoulement est connu sous le nom de " tumble ". Le mélange de gaz après combustion est extrait par l'intermédiaire d'au moins une lumière d'échappement 14 également réalisée dans le cylindre 2. On peut noter que les lumières de transfert 12, d'admission 13, d'échappement 14 ne sont pas toutes situées 282411 3 dans le même plan " horizontal " perpendiculaire à l' axe X, et qu'elles sont décalées selon l'axe longitudinal X du cylindre, afin qu'en fonction de la course du piston 3 dans le cylindre 2, au cours du cycle de fonctionnement du moteur à 2 temps, celui-ci obture ou ouvre en totalité ou en partie, l'une ou l'autre de ces lumières. Le cylindre 2 est recouvert par une culasse 16, qui en est rendue solidaire par des goujons ou analogues. Un dispositif d' injection de carburant 15 est implanté sur la culasse 16 du moteur 1. Ce dispositif 15 permet d'injecter du carburant en direction de la première face d'extrémité 7 de la tête 6 du piston 3, selon au moins un jet. Cette injection s'effectue à contre-courant du mouvement de " tumble " du mélange de gaz. Ce jet comporte un axe de symétrie qui peut être incliné par rapport à l'axe principal du dispositif d'injecteur 15. Le dispositif d' injection 15 est piloté par un organe annexe au moteur (non représenté) qui permet de gérer une cartographie d' injection en fonction des conditions d'utilisation du moteur, cette cartographie étant adaptée en fonction de l'utilisation visée par le moteur. Dans l'exemple représenté en figure 1, l'axe de symétrie du jet est incliné d'un angle par rapport à l'axe longitudinal du dispositif d' injection, cet angle pouvant être compris dans la fourchette -60 à + 60 . Sur la figure 1, l'axe de symétrie du jet fait un angle a par rapport à un plan perpendiculaire P à l' axe longitudinal du cylindre, cet angle étant compris dans la fourchette de 30 à 70 et correspondant à un angle de site. Sur la figure 2, on a représenté par l'angle les différentes positions susceptibles d' être occupées par l' axe de symétrie du jet du dispositif d' injection 15. Cet angle est mesuré à partir d'un plan " vertical " V ou diamétral du cylindre 2, centré sur la lumière d'échappement 14, cet 282411 3 angle étant compris dans la fourchette de -45 à +45 et correspondant sensiblement à un angle d'azimut. A titre d'exemple, une bougie d'allumage 17 est également implantée sur la culasse 16 et sensiblement coaxiale à l' axe longitudinal du cylindre 2 et à la chambre de combustion de sorte que ses électrodes débouchent de préférence dans le demi-cylindre qui contient le débouché du canal de transfert 18. Le pilotage de l'étincelle est géré par un dispositif de commande (non représenté) conjointement avec le dispositif de cartographie d' injection. On comprend que pour un tel moteur destiné à motoriser des véhicules à 2 roues du type notamment " scooter ", des cyclomoteurs dont la cylindrée du moteur est comprise entre 50 cm3 et 125 cm3, ce type d'agencement de l'alimentation en carburant à injection directe à contre- courant est avantageux. Ce type de moteur peut trouver des applications dans le domaine de la motorisation d'outillage pour le jardinage (aspirateur, tronçonneuse, motoculteur...), ou pour tout engin de loisir ou analogue (bateau, avion loger, engin tout terrain...). 282411 3 REVENDICATIONS 1. Agencement d'injection directe de carburant pour moteur à combustion interne, du type 2 temps, à au moins un cylindre (2), un piston (3) monté coulissant axialement dans le cylindre (2), une culasse (16), et comportant un dispositif d' injection (15) directe de carburant selon au moins un jet ayant un axe de symétrie, le piston (3) ayant une tête (6) dont une première face d'extrémité (7) délimite une chambre de combustion (8) avec la culasse (16) et le cylindre (2) correspondant du moteur (1), et dont une seconde face d'extrémité (9) délimite une cavité (10) avec le carter du moteur (1), la chambre de combustion (8) et la cavité (10) étant relises entre elles par au moins une lumière (12) et un canal de transfert (18) permettant le passage entre la cavité (10) et la chambre de combustion (8) d'un mélange de gaz issu d'au moins une lumière d'admission (13) réalisée dans le cylindre (2), ce passage s'effectuant selon un écoulement rotatif autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal (X) du cylindre, ce mélange de gaz après combustion étant extrait par l'intermédiaire d'au moins une lumière d'échappement (14) réalisée dans le cylindre (2) caractérisé en ce ue le dispositif d' injection (15) est positionné sur la culasse (16) en regard de la première face d'extrémité (7) du piston (3) de sorte que l'axe de symétrie du jet jaillissant du dispositif d' injection soit à contre- courant du sens d'écoulement du mélange de gaz. 2. Agencement d'injection directe de carburant selon la revendication 1, dans lequel l' axe de symétrie du jet de carburant fait un angle par rapport à un plan (P) perpendiculaire à l'axe longitudinal (X) du cylindre (2), cet angle étant compris dans la fourchette de 30 à 70 . 3. Agencement d'injection directe de carburant selon 282411 3 l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'axe de symétrie du jet fait un angle par rapport à un plan diamétral du cylindre (V) centré sur la lumière d'échappement (14), cet angle étant compris dans la fourchette de -45 à +45 . 4. Agencement d'injection directe de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'axe de symétrie du jet est incliné d'un angle par rapport à un axe longitudinal du dispositif d' injection, cet angle étant compris dans la fourchette -60 à + 60 . 5. Utilisation d'un agencement d' injection directe de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour la motorisation d'un véhicule 2 roues. 6. Utilisation d'un agencement d' injection directe de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour la motorisation d'un engin de loisir. 7. Utilisation d'un agencement d' injection directe de carturant selon l'une queleanque des revendications 1 à 4