Brevet FR2919663A3 — publié le 20090206

FR 2919663 A3 20090206 FR 0705611 A 20070730 La présente invention concerne un dispositif entrant dans la fabrication de moteurs 2 temps essence et diesel et permettant de transformer un moteur thermique 4 temps en un moteur thermique 2 temps. Les moteurs thermiques 2 temps actuels sont légers et peuvent tourner très vite mais ils ont l'inconvénient de faire passer les segments d'étanchéité des pistons sur des lumières pratiquées dans les cylindres ce qui provoque une usure rapide.D'autre part, la consommation de carburant est difficilement controlable . Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient en laissant l'intérieur du cylindre moteur parfaitement lisse et exempt de toutes lumières ou ouvertures quelconque . Il comporte à cet effet ,selon une première caractéristique , un corps de culasse provenant de fonderie , dans lequel sont placées deux soupapes concentriques en face de chaque cylindre du moteur pour les multi-cylindres , l'une extérieure servant pour la rentrée des gaz propres,l'autre intérieure servant à l'échappement des gaz brulés.La soupape d'échappement ne subit pas de modification par rapport à ce qui existe et est placée , dans la culasse selon l'axe du cylindre , droite ou un peu inclinée ä pour faciliter la culbution s'il en ait besoin. La soupape de rentrée des gaz est placée concentriquement , avec un très léger décalage si la culbution le demande , à la soupape d'échappement . Normalement les deux soupapes ont leur axe , dans le prolongement de l'axe du cylindre . Les dessins les représentent droites et concentriques . L'étanchéité entre lai soupape extérieure et l'arrivée des gaz propres est assurée par plusieurs segments placés soit directement dans le corps de la culasse , soit sur une pièce rapportée . L'arbre à cames est constitué par deux ou trois cames par cylindre,une pour la soupape centrale , qui est habituellement d'échappement , et deux synchronisées pour la soupape extérieure par suite de ses dimensions . En conséquence il y a deux culbuteurs , dont un en Y pour commander la soupape de rentrée des gaz , ou trois culbuteurs dont deux pour cette soupape de rentrée des gaz . L'arbre à came tourne à la vitesse angulaire du vilebrequin moteur. Lorsque le piston monte dans le cylindre , donc , diminue la cylindrée , les deux soupapes restent fermées et la compression se produit . En position haute du piston l'allumage ou l'injection se produisent et le piston descend en fournissant son énèrgie . Mais avant qu'il n'arrive à son point bas , la soupape d'échappement s'ouvre et libère la pression résiduelle de l'intérieur du cylindre . C'est alors que la soupape de rentrée des gaz propres s'ouvre . Pendant un instant les deux soupapes sont ouvertes et le balayage à l'intérieur du cylindre se produit,y compris dans l'espace mort s'il y en a un. La soupape d'échappement se ferme alors:suralimentation par turbo, puis celle de rentrée des gaz propres se ferme également , et le cycle recommence.Tout cela , en un tour , et sans que les segments ne soient passés sur une ouverture ou lumière quelconque . Les deux soupapes ne sont pas nécessairement dans le même plan au point de vu hauteur . Si on les décale, cela permet de créer un espace mort par exemple ou d'en faire varier le volume . S'il ya plusieurs cylindres on répète ce dispositif , au dessus de chacun d'eux , ce qui constitue une culasse monobloc . Un tel dispositif est utilisable aussi bien pour les fabrication de produits neufs , que pour la modification des moteurs existants même en conservant leur fonctionnement en 4 temps avec culbution appropriée. Les dessins annéxés illustrent l'invention : La figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention : culasse avec soupapes et ressorts, pour un cylindre La figure 2 représente en coupe brisée la culasse et soupapes montées 20 La figure 3 représente en coupe la soupape de rentrée des gaz propres La figure 4 représente en vue de dessus la même soupape La figure 5 représente en coupe l'arbre à cames La figure 6 représente l'arbre à came pour un cylindre La figure 7 représente en coupe les deux soupapes lorsqu'elles sont 25 ouvertes simultanément et le balayage des gaz à l'intérieur du cylindre Dans tous les dessins , le refroidissement par eau n'est pas représenté mais , est en possibilité d'exister En référence à ces dessins le dispositif comporte : un corps de culasse (3) placé sur le cylindre (1) et obturant parfaitement la 30 cylindrée(2) .Le raisonnement qui est fait pour un cylindre est répétitif pour chaque cylindre.Dans ce corps de culasse (3) au milieu ou très légèrement décalé,droite ou un peu inclinée,est incérée une soupape d'échappement (12) guidée conventionnellement par sa queue de soupape (14) et meintenue fermée par un ressort (30) arrété par des bagues (33) et (35) . 35 Concentriquement à cette soupape d'échapemnt (12) est placée une soupape de rentrée des gaz propres (4) , dont le diamètre maximal est inférieur à l'alésage de la cylindrée (2) pour que les gaz rentrant dans la cylindrée puissent circuler dans les conditionds optimales . Cette soupape (4) présente un ou plusteurs trous borgnes et taraudés (19) et (20) , figure 4 , dans lesquels on visse des tiges guidées (5) et (6) figure 1 . Sans que les trous (5) et (6) ne soient taraudés,les tiges guides sont soudées électriquement à la soupape (4) .Ces tiges guides meintienent la soupape (4) fermée par les ressots (7) et (31) , et les bagues (8) ,( 9) , (32) et (34) La figure 1 représente (les soupapes (4) et (12) droites et centrées Afin d'assurer l'étanchéité entre l'ntérieur de la cylindrée (2) et l'arrivée des gaz propres on incère des segments (13) soit directement dans le corps de la culasse (3), soit dans une pièce rapportée (36) , figure 1. L'arbre à cames tourne à la même vitesse angulaire que le vilebrequin , et comporte par cylindre , 2 cames , dont l'une actionne un culbuteur en Y pour commander sirnultanémént les deux guides (5) et(6) de la soupape (4) ; ou 3 cames dont deux pour la soupape (4) et ses guides (5) et (6) . Quand le piston monte à l'intérieur du cylindre (1) les deux soupapes sont fermées et la compression des gaz se produit . Au moment ou le piston arrive à sa position (haute , ou un peu avant pour avoir de l'avance à l'allumage , la combustion ou l'injection se produit , le piston redescend et fourni son énergie . Mais un peu avant que le piston ne soit arrivé à sa position basse , la soupape d'échappement commence à s'ouvrir et libère la pression à l'intérieur du cylindre . Tout de suite après ,la soupape de rentrée des gaz propres s'ouvre également , figure 7 , Durant le temps ou les deux soupapes (12) et (4) sont ouvertes un balayage rentrant par (17) figure 2 et sortant par l'orifice (18) se produit suivant les lignes et flèches (27) et (28) , à l'intérieur de la cylindrée (2) du cylindre (1) L'entrée (17) ést alimentée en gaz par un surpresseur quelconque : ventilateur , turbine , turbo , non représenté sur les dessins . Le balayage terminé la soupape d'échappement (12) se ferme , laissant la soupape d'entrée des gaz propres ouverte , ce qui permet une suralimentation par la ventilation , surtout si elle est du genre turbo , de se produire avant la fermeture de la soupape des gaz propre (4).Après quoi le cycle recommence . Les cames , figure 5 étant disposées pour obtenir ce résultat.Les entrée et sortie (17) et (18) sont placées aux endroits les plus faciles . .La course perdue par ces ouvertures de soupapes se situe entre 5 et 10 pour cent de la course totale , moins pour les mouvements lents , plus et même beaucoup plus pour des rotations rapides Le réglage en est fait par la valeur de l'angle (a) , fig 5 .La position de l'arbre à cames n'est pas précisée dans les figures , ainsi que celle des culbuteurs , car elles sont conventionnelles . Selon une variante non illustrée , les cames sont directement placées , aux extrémités et même en parties médianes , du vilebrequin .Dans ces cas, la figure 1 devient une coupe perpendiculaire au vilebrequin. A titre d'exemple non limitatif le gain de puissance dans la transformation de 4 temps à 2 temps , est voisin de 70 à 75% sans augmentetion de poids . Le dispositif selon l'invention est particulierement destiné à la fabrication de moteurs neufs qu'ils soient :essence ou diesel , quelqu'en soient la puissance , et la modification de moteurs existants : essence ou diesel , transformés de 4 temps , en 2 temps REVENDICATIONS 1) Dispositif pour culasses de moteurs deux temps caractérisé en ce qu'il comporte deux soupapes concentriques (4) et (12) qui s'ouvrent et se ferment avec un certain décalage avant que la cylindrée (2) ne devienne maximum, restent ouvertes ensemble pour permettre le balayage de la cylindrée (2), puis se ferment l'une après l'autre peu de temps après que la cylindrée (2) recommence à diminuer. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux soupâpés (4) êt (12) sont concentriques entre elles et avec le cylindre (1). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des segments fixes (13) sont insérés dans le corps de culasse ou dans une pièce rapportée (36) pour assurer l'étanchéité entre la cylindrée (2) et l'arrivée des gaz propres. 4) Dispositif pour culasses de moteurs quatre temps caractérisé en ce qu'il comporte deux soupapes concentriques (4) et (12) qui s'ouvrent et se ferment avec un certain décalage avant que la cylindrée (2) ne devienne maximum, restent ouvertes ensemble pour permettre le balayage de la cylindrée (2), puis se ferment l'une après l'autre peu de temps après que la cylindrée (2) recommence à diminuer. 5) Utilisation d'un dispositif selon la revendication 1 pour transformer un moteur quatre temps existant en un moteur deux temps, par simple remplacement de la culasse et ses accessoires : soupapes et arbre à cames.