Brevet FR2840021A1 — publié le 20031128

commune du conduit d'air (15). 1 2840021 L'invention concerne un moteur a deux temps, en particulier pour un instrument de travail portatif guide manuellement tel une tron,conneuse a chame, une meuleuse ou similaire, du type comportant une chambre de combustion constituee dans un cylindre, delimitee par un piston montant et descendant, le s piston mettant en mouvement par l'intermediaire d'une bielle un vilebrequin monte de maniere rotative dans un carter de vilebrequin, comportant une admission pour l'apport de melange carburant/air dans le carter de vilebrequin et un echappement pour ['evacuation de gaz d'echappement hors de la chambre de combustion, au moins un conduit de transfert, ou le conduit de transfert, dans des o positions predefinies du piston, relic fluidiquement le carter de vilebrequin a la chambre de combustion et debouche par une lumiere d'admission dans la chambre de combustion et par une lumiere d'embouchure dans le carter de vilebrequin, le transfert etant constitue de maniere fermee vers le cylindre dans une zone de son etendue longitudinale, et un conduit d'air conduisant de l'air essentiellement depourvu de carburant. D'apres le document WO 99 / 18338, on connat un moteur a deux temps auquel de l'air de combustion est apporte par un conduit d'air. Le conduit d'air debouche dans un conduit de transfert par l'intermediaire d'une soupape a diaphragme. Pour obtenir une diminution des pertes a l'echappement, le rapport de l'air introduit prealablement au melange carburant/air conduit au carter de vilebrequin est choisi de 0,7 a 1,4. La soupape a diaphragme s'ouvre et se ferme en raison de niveaux de pression differents dans le conduit d'air et le carter de vilebrequin. La quantite d'air apportee aux conduits de transfert est. de ce fait, dependante des rapports de pressions qui regnent. Comme ceux-ci se modifient en fonction de la vitesse de rotation, trop d'air est apporte a un tel moteur par les conduits de transfert a de faibles vitesses de rotation. Le melange carburant/air apporte a la chambre de combustion s'appauvrit par consequent, ce qui entrame un mauvais comportement de fonctionnement dans la zone de faible vitesse de rotation. Le but de ['invention est de creer un moteur a deux temps du type generique qui, pour un comportement avantageux de fonctionnement dans toutes les zones de vitesse de rotation, presente de basses valeurs de gaz d'echappement. Ce but est atteint par un moteur a deux temps caracterise en ce que le conduit d'air, commande par fente, est relic fluidiquement a au moins un conduit de transfert et que la quantite d'air s'ecoulant du conduit d'air dans le conduit de 2 2840021 transfert au cours d'une course de piston, a la vitesse (N) de rotation nominale, presente un volume qui correspond au moins a 75 % du volume du conduit de transfert entre la lumiere d'admission et la lumiere d'embouchure. Par la commande par fente de la liaison fluidique du conduit d'air et du s conduit de transfert, l es conduits vent rel i es entre eux independamment de s rapports de pressions, uniquement en fonction des durees de commande. Pour une combustion favorable, il est prevu que la quantite d'air s'ecoulant dans le conduit du transfert, presente, a la vitesse de rotation nominale, un volume qui corresponde au moins a 75% du volume du conduit de transfert entre la lumiere o d'admission et la lumiere d'embouchure. Cette quantite d'air introduit prealablement conduit a une bonne separation des gaz d'echappement et de l'afflux consecutif de melange carburant/air. Simultanement, un trop fort appauvrissement du melange carburant/air affleant dans la chambre de combustion est evite. De maniere appropriee, la proportion de flux massique apportee au conduit de transfert par le conduit d'air pendant une course du piston est de 0 % a 80 % du flux massique apporte au moteur a deux temps pendant la course du piston. En particulier, la proportion est inferieure a 50 %. Avantageusement, la proportion de flux massique apportee au conduit de transfert par le conduit d'air pendant une course du piston par rapport a la totalite du flux massique apporte au moteur a deux temps pendant une course du piston est sensiblement constante sur la totalite de la plage de fonctionnement du moteur a deux temps. Du fait que la section angulaire lors de la commande par fente de la liaison du conduit de transfert et du conduit d ' air ne decro^t que legerement et de facon s en siblement c onstante en fonction de la vitesse de rotation, ceci peut se realiser avantageusement par la 2s commande par fente. La section angulaire designe a cet egard l'integrale de ['evolution du contenu surfacique de la section la plus etroite de la liaison entre le conduit d'air et le conduit de transfert en fonction de la position angulaire du vilebrequin, une integration etant realisee sur une rotation de vilebrequin. La liaison fluidique du conduit d'air et du conduit de transfert autorise en particulier un ecoulement du conduit d'air par le conduit de transfert et un ecoulement dans le sens contraire. De maniere appropriee, le conduit d'air et le conduit de transfert vent relies fluidiquement par une lacune dans la jupe de piston pour des positions de piston predefinies. Une commande par fente est facilement realisable au moyen d'une lacune dans la jupe de piston. Avantageusement, pour 3s des positions de piston predefinies, deux conduits de transfert disposes 3 2840021 symetriquement l'un de l'autre par rapport au plan median vent relies a un conduit d'air. En particulier, quatre conduits de transfert vent disposes symetriquement par rapport au plan median. De maniere appropriee, pour des positions de piston predefinies, quatre conduits de transfert vent relies a un conduit d'air. Ceci permet s de realiser une bonne separation des gaz d'echappement et de l'afflux de melange carburant/air. Un exemple de mise en oeuvre de ['invention est explique dans ce qui suit en se referent aux figures. Celles-ci representent: Figure 1 une representation schematique d'une coupe longitudinale o d'un moteur a deux temps. Figure 2 une representation schematique d'une coupe selon les lignes II - II de la figure 1. Figure 3 un diagramme de la proportion de flux massique apporte au conduit de transfert en fonction de la vitesse de rotation. Le moteur a deux temps 1 represente schematiquement a la figure 1 presente un cylindre 2 dans lequel est constituee une chambre 3 de combustion. La chambre 3 de combustion est delimitee par un piston 5 se deplacant vers le haut et vers le teas, qui se meut entre un point mort haut et un point mort teas. Le piston S met en mouvement par l'intermediaire d'une bielle 6 un vilebrequin 7 monte de maniere rotative dans un carter 4 de vilebrequin. Par le conduit d'admission 9, le melange carburant/air prepare dans le carburateur 8 est conduit vers le carter 4 de vilebrequin, et, par ['admission 11, parvient au carter 4 de vilebrequin. Le carter 4 de vilebrequin et la chambre 3 de combustion, pour des positions predefinies de piston comme, par exemple, pour la position de piston representee a la figure 1, 2s vent relies fluidiquement entre eux par quatre conduits de transfert 12, 15, dons, a la figure 1, deux vent representes. Le conduit de transfert 15 proche de l'echappement debouche par une lumiere 16 d'admission dans la chambre 3 de combustion et par une lumiere 23 d'embouchure dans le carter 4 de vilebrequin. Le conduit de transfert 12 eloigne de l'echappement debouche par une lumiere 13 d'echappement dans la chambre 3 de combustion et par une lumiere 22 d'embouchure dans le carter 4 de vilebrequin. Dans la zone de la lumiere 13, 16 d'admission, un conduit 17 d'air debouche dans le cylindre 2 par une lumiere 18 de conduit d'air representee a la figure 2. Dans la jupe 30 de piston du piston 5 est formee une lumiere ou lacune 21 de la jupe de piston qui, ainsi que cela est 3s indique dans la coupe de la figure 2, relic fluidiquement le conduit 17 d'air aux 4 2840021 lumieres 13, 16 d'admission des conduits de transfert 12, 15, pour des positions predefinies de piston. La lumiere 18 de conduit d'air est. de maniere appropriee, deportee vers le carter 4 de vilebrequin par rapport aux lumieres d'admission 13, 16. Lors de la course ascendante du piston 5 en direction de la chambre 3 de combustion, du melange carburantlair est aspire dans le carter 4 de vilebrequion par l'intermediaire de ['admission 11. Lors de la course descendante consecutive, le melange carburant/air est comprime dans le carter 4 de vilebrequin. Pendant que le conduit 17 d'air est relic fluidiquement par la lacune 21 de la jupe de piston aux lo conduits de transfert 12 et 15, de l'air largement depourvu de carburant stecoule par le conduit d'air et la lacune 21 de la jupe de piston dans les conduits de transfert 12 et 15. L'air largement depourvu de carburant est place devant le melange carburantlair provenant du carter 4 de vilebrequin. Lors de la course descendante consecutive du piston 5, l'air place devant dans les conduits de transfert 12 et 15 stecoule dans la chambre 3 de combustion, suivi par le melange carburant/air provenant du carter 4 de vilebrequin et repousse les gaz d'echappement hors de la chambre de combustion 3 par l'echappement 10 situe en particulier sensiblement en face de ['admission 11. Lors de la course ascendante consecutive du piston 5, le melange carburant/air est comprime dans la chambre de combustion 3 et allume par la bougie 14 d'allumage au voisinage du point mort haut du piston 5. Les gaz d'echappement vent repousses vers l'echappement 10 pendant la course descendante par l'air affluent et le melange carburant/air. Ainsi que cela est represente dans la coupe de la figure 2, deux conduits de transfert 12 eloignes de liechappement et deux conduits de transfert 15 proches de 2s ltechappement vent disposes symetriquement l'un de l'autre par rapport au plan median 20 qui separe sensiblement au milieu ['admission 10 et l'echappement 11 et comprend l'axe 19 longitudinal median du cylindre 2. Les conduits de transfert 12, 15 sont, dans une zone de leur etendue longitudinale parallele a l'axe 19 longitudinal median du cylindre 2, separes du cylindre 2 par une paroi 24, respectivement 25. Les parois 24, 25 stetendent entre les lumieres 13, 16 d'admission et les lumieres 22, 23 d'embouchure. Pour des positions predefinies du piston, les lumieres 13, 16 d'admission des conduits de transfert 12 et 15 vent reliees fluidiquement par la lacune 21 dans la jupe de piston du piston 5 indiquee en hachure dans la figure 2 au conduit 17 d'air, le conduit 17 d'air etant divise en deux branches disposees de maniere symetrique l'une de l'autre par rapport au 2840021 plan 20 median. Le conduit 17 d'air debouche a cet egard chaque fois par une lumiere 18 de conduit d'air dans le cylindre 2. Dans la figure 3, est representee la proportion x du flux massique apporte aux conduits de transfert 12, 15 pendant une course de piston par le conduit 17 s d'air en fonction de la vitesse n de rotation du moteur. La proportion x est indiquee en pourcentage et la vitesse n de rotation en nombre de tours par minute. Les lignes 27 et 28 designent des courbes limites de ['evolution de la proportion x lors du raccordement du conduit d'air et des conduits de transfert par une soupape a diaphragme. Lors de l'utilisation d'une soupape a diaphragme, la proportion x en o fonction de la vitesse n de rotation figure generalement dans la zone 29 hachuree, entre les courbes limites 27 et 28. Ainsi que cela est represente dans la figure 3, la proportion x diminue avec ['augmentation de la vitesse de rotation. A la vitesse N de rotation nominale, approximativement a 9000 tours/minute, la proportion x est sensiblement situee entre 40 % et 50 %. Ainsi, un rapport favorable entre la quantite d'air introduite prealablement et le melange carburant/air apporte au carter de vilebrequin est obtenu. A une vitesse de rotation inferieure, la proportion x augmente toutefois. Ceci entrane un fort appauvrissement du melange a faible vitesse de rotation. La ligne 26 represente ltevolution de la proportion x en fonction de la vitesse de rotation avec une commande par fente du raccordement du conduit 17 d'air et des conduits de transfert 12, 15. La proportion x est. sur la totalite de la plage d'utilisation du moteur a deux temps, sensiblement constante. Dans ltexemple represente, la proportion x est situee entre 40 % et 50 %. De ceci decoulent de bonnes caracteristiques d'echappement a haute vitesse de rotation. A faible vitesse de rotation, un appauvrissement excessif du melange est evite. 2s De maniere appropriee, l'air s'ecoulant dans le conduit de transfert 12, 15 pendant une course 17 de piston a la vitesse de rotation nominale N est d'un volume qui correspond au moins a 75 % du volume du conduit de transfert 12, 15 entre la lumiere 13, 16 d'admission et la lumiere 22, 23 d'embouchure. Avec un volume introduit prealablement inferieur, une separation suffisante des gaz d'echappement et de l'afflux de melange carburant/air ne peut pas etre assuree. De maniere appropriee, la proportion x du flux massique apporte au conduit de transfert 12, 15 par le conduit 17 d'air pendant une course du piston est de 0 % a % du flux massique apporte au moteur 1 a deux temps pendant une course du piston. Des caracteristiques favorables d'echappement et de bonnes proprietes de 6 2840021 rotation du moteur sur la totalite de la plage de vitesses de rotation existent en particulier pour une proportion x inferieure a 50 %. Par la commande par fente du raccordement du conduit d'air et des conduits de transfert, la section angulaire est independante dtinfluences par s resonance dans la conduite d'admission. La section angulaire ne diminue en fonction de la vitesse de rotation que faiblement et de maniere constante. En particulier, la proportion x ne diminue pas en fonction de la vitesse de rotation lors de la commande par fente mais est largement constante. Au contraire de la soupape a diaphragme, la lacune dans la jupe de piston peut, par principe, etre lO traversee dans les deux sees, si bien que des differences de pression peuvent etre equilibrees dans les deux sebs lors du raccordement du conduit d'air et du conduit de transfert. Il peut etre approprie que le conduit d'air ne debouche que dans les deux conduits de transfert proches de ltechappement. La liaison des conduits d'air avec les deux conduits de transfert eloignes de l'echappement peut etre appropriee. En particulier, le conduit d'air est relic par la lacune dans la jupe de piston a la totalite des quatre conduits de transfert disposes symetriquement. La liaison du conduit d'air et des conduits de transfert ne doit pas necessairement se realiser par une lacune dans la jupe de piston mais peut aussi, par exemple, etre commandee par fente par le flasque de vilebrequin. 7 2840021 REVENDICATIONS 1 Moteur a deux temps, en particulier pour un instrument de travail portatif guide manuellement tel une tron,conneuse a chame, une meuleuse ou similaire, comportant une chambre (3) de combustion constituee dans un cylindre (2), delimitee par un piston (5) montant et descendant, le piston (5) mettant en mouvement par l'intermediaire d'une bielle (6) un vilebrequin (7) monte de maniere rotative dans un carter (43 de vilebrequin, comportant une admission (10) pour l'apport de melange carburant/air dans le carter (4) de vilebrequin et un echappement (11) pour ['evacuation de gaz d'echappement hors de la chambre (3) de combustion, au moins un conduit de transfert (12, 15), ou le conduit de 0 transfert (12, 15), dans des positions predefinies du piston, relic fluidiquement le carter (4) de vilebrequin a la chambre (3) de combustion et debouche par une lumiere (13, 16) d'admission dans la chambre (3) de combustion et par une lumiere (22, 23) d'embouchure dans le carter (4) de vilebrequin, le conduit de transfert (12, 15) etant constitue de maniere fermee vers le cylindre (2) dans une zone de son etendue longitudinale, et un conduit (17) d'air conduisant de l'air essentiellement depourvu de carburant, caracterise en ce que le conduit (17) d'air, commande par fente, est relic fluidiquement a au moins un conduit de transfert (12, 15) et que la quantite d'air stecoulant du conduit (17) d'air dans le conduit de transfert (12, 15) au cours d'une course de piston, a la vitesse (N) de rotation nominale, presente un volume qui correspond au moins a 75 % du volume du conduit de transfert (12, 15) entre la lumiere (13, 16) d'admission et la lumiere (22, 23) d'embouchure. 2 Moteur a deux temps selon la revendication 1, caracterise en ce que la proportion (x) du flux massique conduit au conduit de transfert pendant une course de piston par le conduit (17) d'air est de 0 % a 80 % du flux massique apporte au moteur a deux temps (1) au cours de la course du piston. 3 Moteur a deux temps selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que la proportion (x) du flux massique conduit au conduit de transfert (12, 15) pendant une course de piston par le conduit (17) d'air est inferieure a 50 % du flux massique apporte au moteur a deux temps (1) au cours de la course du piston. 4 Moteur a deux temps selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce que la proportion (x) du flux massique conduit au conduit de transfert (12, 15) pendant une course de piston par le conduit (17) d'air par rapport 8 2840021 au flux massique total apporte au moteur a deux temps (1) au cours de la course du piston sur la totalite de la plage de fonctionnement du moteur a deux temps (1) est sensiblement constant. Moteur a deux temps selon l'une des revendications 1 a 4, s caracterise en ce que la liaison fluidique du conduit (17) d'air et du conduit de transfert (12, 15) autorise un ecoulement du conduit (17) d'air dans le conduit de transfert (12, 15) et un ecoulement dans le sens contraire. 6 Moteur a deux temps selon l'une des revendications 1 a 5, caracterise en ce que le conduit (17) d'air et le conduit de transfert (12, 15), dans o des positions predefinies du piston, vent relies fluidiquement par une lacune (21) dans la jupe de piston. 7 Moteur a deux temps selon l'une des revendications 1 a 6, caracterise en ce que, dans des positions predefinies du piston, deux conduits de transfert (12, 15), disposes symetriquement l'un de l'autre par rapport a un plan median (20) separant sensiblement au milieu une admission (10) et un echappement (11), vent relies avec un conduit (17) d'air. 8 Moteur a deux temps selon l'une des revendications 1 a 7, caracterise en ce que quatre conduits de transfert (12, 15) vent disposes symetriquement par rapport a un plan median (20) separant sensiblement au milieu une admission (10) et un echappement (11). 9 Moteur a deux temps selon la revendication 8, caracterise en ce que, dans des positions predefinies du piston, quatre conduits de transfert (12, 15)