FR2459876A1 - Systeme d'admission pour un moteur a explosion, et moteur a explosion comportant un tel systeme - Google Patents
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Abstract
SYSTEME D'ADMISSION POUR UN MOTEUR A EXPLOSION 1, COMPORTANT AU MOINS UN PASSAGE D'ADMISSION 7, POURVU D'UN PAPILLON DES GAZ 14. LE SYSTEME COMPORTE EN OUTRE AU MOINS UNE DERIVATION TUBULAIRE 18, CONSTITUEE PAR UN ELEMENT TUBULAIRE BORGNE 17, RACCORDE AU PASSAGE D'ADMISSION 7 PAR SON EXTREMITE OUVERTE, EN AVAL DU PAPILLON DES GAZ 14. APPLICATION AUX MOTEURS A EXPLOSION, POUR EN AMELIORER LE FONCTIONNEMENT EN PARTICULIER A FAIBLE OUVERTURE DU PAPILLON DES GAZ EN ATTENUANT LES EFFETS PULSATOIRES DANS L'ECOULEMENT A L'ADMISSION A CHAQUE OBTURATION DE L'ORIFICE D'ADMISSION 21.
Description
La présente invention concerne un système d'admission pour un moteur à explosion ; l'invention vise également un moteur à explosion comportant un tel système d'admission.
Dans les moteurs à explosion, le courant gazeux d'admission est en général aspiré dans chaque chambre de combustion par un effet de dépression produit dans la chambre. Dans le cas d'un moteur à deux temps, à compression préalable dans le carter du vilebrequin, le courant gazeux d'admission est aspiré à partir des passages d'admission par une dépression pro- duite dans le carter du vilebrequin.Dans chaque cas, le système d'admission est associé à une soupape d'admission servant à obturer la communication du passage d'admission avec la chambre de combustion ou avec le carter du vilebrequin, à la fin de chaque course d'admission du piston. I1 en résulte un écoulement intermittent dans le passage d'admission, de sorte qu'il n'y a pratiquement plus aucun débit au voisinage de la soupape d'admission à la fermeture de celle-ci, mais que le mélange gazeux d'admission voisin de la soupape d'admission peut s'écouler dès l'ouverture de la soupape d'admission. Un tel écoulement du mélange gazeux d'admission ne présente aucun inconvénient lorsque le moteur fonctionne à une ouverture assez importante du papillon du carburateur, par exemple audessus de la demi-ouverture du papillon, ou lorsque la vitesse de rotation du moteur est relativement élevée.Par contre, on sait que cet écoulement irrégulier du mélange gazeux d'admission entraine une baisse notable des performances du moteur, lorsque celui-ci fonctionne avec une ouverture relativement faible du papillon du carburateur, en particulier si la vitesse de rotation du moteur est faible.
En effet, pour une ouverture relativement importante du papillon, l'écoulement du mélange gazeux à l'admission est relativement important, et présente une force vive relativement élevée, entraînant un effet de compression au voisinage de la soupape d'admission, à la fermeture de celle-ci, permettant de conserver un débit sensiblement constant dans la partie amont du passage d'admission.On comprend donc pourquoi le fonctionnement de la soupape d'admission n'entraîne aucune perte sensible de remplissage pour le cylindre, ni aucune perte de puissance pour le moteur, lorsque l'ouverture du papil lon du carburateur est relativement importante. Par contre, lorsque l'ouverture du papillon est relativement faible, 1' écoulement du mélange gazeux d'admission est réduit par le papillon au point de ne plus présenter une inertie suffisante.
I1 en résulte alors un écoulement intermittent sensiblement sur toute la longueur du passage d'admission, et ceci entraine une perte de remplissage pour le cylindre, et une perte correspondante de puissance du moteur.
Le but de l'invention est d'éviter de manière simple les inconvénients que l'on vient d'exposer, pour réaliser un système d'admission pour un moteur à explosion dans lequel 1' écoulement du courant gazeux d'admission dans le passage d'admission présente toute la régularité voulue, pour ne pas affecter le remplissage du cylindre ni la puissance du moteur lorsque l'ouverture du papillon des gaz est faible.
Selon l'invention, le système d'admission pour un moteurà explosion comportant au moins un passage d'admission pourvu d'un papillon d'étranglement est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une dérivation tubulaire, constituée par un élément tubulaire borgne raccordé au passage d'admission par son extrémité ouverte, en aval du papillon d'étranglement.
Le volume interne de la dérivation tubulaire constitue une capacité de reflux, qui permet dans une certaine mesure de maintenir un écoulement régulier, même à la fermeture de la soupape d'admission lorsque l'ouverture du papillon des gaz est relativement faible.
Pour un moteur à deux temps, du type à compression préalable dans le carter du vilebrequin, la dérivation tubulaire est raccordée au passage d'admission entre le papillon des gaz et l'orifice d'admission ménagé à l'entrée du carter du vilebrequin. Grâce à cette disposition avantageuse, le volume interne de la dérivation tubulaire est sans effet sur le taux de la compression obtenu dans le carter du vilebrequin. I1 est donc possible de cette manière d'obtenir une amélioration de la puissance du moteur à régime de charge partielle sans rien sacrifier sur la puissance maximum.
Au besoin, pour obtenir un volume plus important pour la dérivation tubulaire, on peut prévoir sur celle-ci une partie élargie ou reliée à une capacité auxiliaire assurant l'effet de reflux voulu. D'une manière avantageuse, la dérivation tubulaire peut être insérée dans le passage d'admission, pour déboucher au voisinage de la soupape d'admission.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description de quelques modes de réalisation, presentés ci-après à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un moteur à deux temps ayant un système d'admission conforme à l'invention
- la figure 2, analogue à une partie de la figure 1, représente un autre mode de réalisation du système d'admission conforme à l'invention
- la figure 3, analogue à la figure 1 représente en coupe partielle un moteur à soupapes ayant un système d'admission conforme à l'invention
- la figure 4 est une vue partielle en coupe montrant encore un autre mode de réalisation du système d'admission pour un moteur conforme à l'invention ;;
- la figure 5 est une vue en coupe partielle montrant un autre mode de réalisation du systeme d'admission
- la figure 6 est une coupe de la figure 5, suivant VI-VI.
- la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un moteur à deux temps ayant un système d'admission conforme à l'invention
- la figure 2, analogue à une partie de la figure 1, représente un autre mode de réalisation du système d'admission conforme à l'invention
- la figure 3, analogue à la figure 1 représente en coupe partielle un moteur à soupapes ayant un système d'admission conforme à l'invention
- la figure 4 est une vue partielle en coupe montrant encore un autre mode de réalisation du système d'admission pour un moteur conforme à l'invention ;;
- la figure 5 est une vue en coupe partielle montrant un autre mode de réalisation du systeme d'admission
- la figure 6 est une coupe de la figure 5, suivant VI-VI.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, le moteur 1 est un moteur à deux temps à compression préalable dans le carter, comportant un cylindre 2 et un piston 3 monté dans le cylindre 2, pour y avoir un mouvement alternatif. Sur le cylindre 2 est fixée une culasse 4 qui définit une chambre de combustion 5 avec le piston 3, et porte une bougie d'allumage 6, pour allumer le mélange combustible dans la chambre de combustion 5. La paroi du cylindre 2 présente latéralement un passage d'admission 7, un passage de balayage 8, et un passage d'échappement 9. Le piston 3 comporte une jupe qui coopère avec le passage d'admission 7 pour constituer un dispositif d'obturation 21 analogue à une soupape.Bien entendu, ce dispositif d'obturation à l'admission constitué par la jupe du piston mobile 3 peut être remplacé par un autre dispositif d' obturation, et notamment par une soupape tournante, dont la rotation est synchronisée avec celle du vilebrequin du moteur.
Sous le piston 3 existe une chambre 11 définie par le carter du vilebrequin, et dans laquelle le courant gazeux d' admission se trouve aspiré à chaque course du piston 3 vers le haut, pour être ensuite comprimé par le mouvement de retour du piston 3 vers le bas, et forcé ainsi de passer par le passage de balayage 8, pour arriver à la chambre de combustion 5. Le passage d'admission 7 est relié, par l'intermédiaire d'une soupape 12 à lame d'obturation flexible et d'un raccord tubulaire d'espacement 13, à un carburateur 15 comportant un papillon d'étranglement 14. Le carburateur aspire l'air de l'atmosphère à travers un filtre (non représenté). Le raccord tubulaire d'espacement 13 porte un embout de raccordement 16 sur lequel est fixé un élément tubulaire 17, ayant une extrémité fermée et constituant une dérivation tubulaire 18.
La dérivation tubulaire 18 présente sa section transversale la plus réduite à l'endroit de l'embout de raccordement 16, et l'élément tubulaire 17 présente une section transversale identique ou supérieure à celle de l'embout 16. De préférence, la dérivation tubulaire 18 a un volume supérieur à un sixième (1/6) du volume du passage 7 ménagé entre le papillon 14 du carburateur et la soupape d'admission 21. Quant au volume de la dérivation tubulaire 18 il doit être au moins égal à un dixième (1/10)du du volume du passage d'admission 7 existant entre le papillon 14 et la soupape 12.
Pour augmenter au besoin le volume de la dérivation tubulaire 18, on peut raccorder l'extrémité de l'élément tubulaire 17 à une capacité 19, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 2. Une telle disposition permet de réduire la longueur de la dérivation 18, d'une manière avantageuse. Dans le mode de réalisation représenté, on a montré une seule dérivation tubulaire 18, mais le dispositif conforme à l'invention peut au besoin comporter plusieurs dérivations tubulaires 18.
Dans les dispositions qué l'on vient de décrire, comme le volume du passage d'admission se trouve augmenté par la dérivation tubulaire 18, même après fermeture de la soupape d' admission 21, il subsiste une dépression en aval du papillon d'étranglement 14, de sorte qu'un certain débit d'admission continue à passer par le papillon d'étranglement 14 pendant une durée relativement prolongée. En déterminant de manière appropriée le volume de la dérivation tubulaire 18, on peut ainsi maintenir un écoulement à l'admission jusqu'à une nouvelle ouverture de la soupape d'admission 21, au moment de la descente suivante du piston.Comme la force vive du courant gazeux d'admission se conserve ainsi sans s'annuler, jusqu'à l'ouverture suivante de la soupape d'admission 21, le mélange gazeux pénètre énergiquement dans le carter 11 dès que la soupape d'admission 21 commende à s'ouvrir. Au cours de la phase d'admission, le mélange gazeux contenu dans la dérivation tubulaire 18 est aspiré à travers l'embout de raccordement 16 da section relativement réduite, pour s'écouler à vitesse relativement élevée dans le passage d'admission 7. L' expérience montre que l'embout de raccordement 16 doit présenter une longueur au moins égale à son diamètre, pour produire un écoulement ayant une vitesse élevée.On doit comprendre que les dispositions que l'on vient de décrire contribuent d'une manière efficace à supprimer ou à réduire dans une proportion notable les insuffisances de remplissage du cylindre du moteur, même pour une faible ouverture du papillon d'étranglement 14 du carburateur.
On vient de décrire quelques modes de réalisation de 1' invention appliquee à des moteurs à deux temps. Mais l'invention s'applique aussi à des moteurs à quatre temps. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le moteur comporte une soupape d'admission à collerette 21 et une soupape d'échappement à collerette 22, qui sont montées dans la culasse 4 du cylindre. Le carburateur 15 est d'un type connu à venturi variable, asservi à la pression. Comme dans les modes de réalisation déjà décrits, le système d'admission du moteur comporte un raccord d'espacement 13 associé à une dérivation tubulaire 18, constituée par un embout de raccordement 16 sur lequel est monté un tube borgne 17. Dans ce mode de réalisation, la dérivation tubulaire 18 joue le même rôle que dans les modes de réalisation décrits plus haut.
On a représenté sur la figure 4 une variante du mode de réalisation de la figure 3. Dans cette variante, l'embout de raccordement 16 se prolonge par une tubulure disposée dans le passage d'admission 7, pour déboucher dans la zone de l'orifice d'admission où se trouve disposée la soupape d'admis sion 21. L'avantage de cette disposition est de permettre de maintenir l'écoulement d'admission sensiblement sur toute la longueur du passage d'admission 7, puisque l'effet dela dépression existant dans la tubulure de dérivation 18 se trouve appliqué à l'endroit de la zone de l'orifice d'admission à la fermeture de la soupape d'admission 21.On voit en outre sur la figure 4 que la tubulure prolongeant l'embout de raccordement 16 débouche dans le passage d'admission 7 par un ajutage 16a dirigé de telle manière que l'écoulement sortant de cet ajutage 16a traverse l'orifice d'entrée latéralement par rapport à l'axe du cylindre 2. D'une manière avantageuse, cette disposition permet d'obtenir un effet de turbulence intense dans la chambre de combustion 5 par la décharge du mélange gazeux sortant de la tubulure 16 à la fin de la phase d'admission, ce qui améliore la combustion du mélange dans la chambre de combustion 5.
Sur les figures 5 et 6, on a représenté encore un autre mode de réalisation de l'invention, appliquée à un moteur à deux cylindres 1 comportant un collecteur d'admission ménagé dans le raccord d'espacement 13, avec une bifurcation formée par deux passages d'admission séparés 7 aboutissant chacun à l'un des cylindres 2. Un tel système d'admission est avantageux à priori, car le volume total du passage d'admission est important, et correspond à un nombre relativement élevé de courses d'admission, de sorte qu'il est assez facile d'y maintenir un écoulement constant. En disposant une dérivation tubulaire 18 qui, par l'intermédiaire d'une tubulure à deux branches 16, débouche dans la zone de l'orifice d'admission associé à chacun des passages d'admission, on obtient un fonctionnement amélioré, comme dans les modes de réalisation précédents.
De préférence, la section de la dérivation tubulaire 18 doit être d'environ un quart (1/4) de la section du passage d'admission 7, pour assurer une vitesse de décharge élevée au mélange gazeux contenu dans la dérivation tubulaire, afin d'assurer une combustion améliorée.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire à titre d'exemples, et on peut y apporter diverses variantes sans sortir du domaine de l'invention.
Claims (12)
1. Système d'admission pour un moteur à explosion compor-- tant au moins un passage d'admission pourvu d'un papillon d' étranglement, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une dérivation tubulaire constituée par un élément tubulaire borgne raccordé au passage d'admission par son extrémité ouverte, en aval du papillon d'étranglement.
2. Système d'admission conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la dérivation tubulaire est raccordée au passage d'admission par un embout présentant une section transversale inférieure à la section du passage d'admission.
3. Système d'admission conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs dérivations tubulaires associées au passage d'admission.
4. Système d'admission conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément tubulaire borgne, à l'opposé de son extrémité raccordée au passage d'admission, présente une extrémité renflée pour augmenter le volume interne de cet élément.
5. Système d'admission conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que l'embout de raccordement de l'élément tubulaire sur le passage d'admission présente une section inférieure à un quart de la section du passage d'admission.
6. Système d'admission conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que l'embout de raccordement de la dérivation tubulaire présente un diamètre qui n'est pas supérieur à la longueur de cet embout.
7. Système d'admission conforme à l'une des revendications 1 ou 6, caractérisé en ce que la dérivation tubulaire présente un volume supérieur au dixième du volume du passage d'admission en aval du papillon d'étranglement.
8. Système d'admission conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le papillon d'étranglement est disposé dans un carburateur.
9. Système d'admission conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le passage d'admission bifurque en deux branches aboutissant chacune à un cylindre différent du moteur, et en ce que la dérivation tubulaire débouche dans les deux branches du passage bifurqué, à l'extrémité aval de chacune de ces branches.
10. Système d'admission conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le passage d'admission est muni d'une soupape anti-retour à lame flexible d'obturation, la dérivation tubulaire étant raccordée au passage d'admission entre la soupape anti-retour et le papillon d'étranglement.
11. Système d'admission conforme à la revendication 1, pour un moteur à deux temps dont chaque cylindre comporte dans sa paroi un orifice associé au passage d'admission et pouvant communiquer avec le carter du vilebrequin du moteur suivant la position du piston qui assure l'obturation du passage précité, le système étant caractérisé en ce que la dérivation tubulaire est raccordée au passage d'admission entre le papillon d'étranglement et l'orifice d'admission du cylindre.
12. Moteur à explosion, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'admission conforme à l'une des revendications 1 à 11.
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