FR2736091A1 - Moteur a deux temps comportant un orifice supplementaire - Google Patents
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Abstract
Il est décrit un moteur à combustion interne à deux temps, ayant au moins un cylindre (1) pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement (5), le moteur comprenant en outre un moyen formant passage supplémentaire (9) en plus du moyen formant orifice d'échappement (5), pour permettre un écoulement de gaz depuis le cylindre (1), et un moyen de commande pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9), d'après des conditions de fonctionnement prédéterminées du moteur. L'invention propose que le moyen de commande commande l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9) durant la course de compression du moteur, pour y permettre un écoulement de gaz au moins au ralenti, à de faibles charges du moteur et/ou vitesses du moteur, et/ou durant le démarrage du moteur, et y empêche tout écoulement de gaz à des charges du moteur et/ou à des vitesses du moteur plus élevées.
Description
La présente invention concerne de façon générale les moteurs à combustion interne à deux temps.
Dans un moteur à combustion interne typique à deux temps, les orifices de transfert et d'échappement prévus dans les parois de chaque cylindre du moteur sont ouverts et fermés par des pistons respectifs, montés déplaçables en va-et-vient dans chaque cylindre. Au début de la phase de compression d'un cycle de combustion du cylindre, le dernier orifice devant être complètement fermé par le piston est normalement l'orifice d'échappement. Juste avant la fermeture de l'orifice d'échappement, la pression régnant dans le cylindre est fortement influencée par la pression régnant dans le système d'échappement, qui normalement est ouvert sur la pression atmosphérique à son extrémité d'évacuation.Par conséquent, par souci de fournir une description simplifiée (en ignorant les effets de synchronisation d'échappement etc.), la pression régnant dans le cylindre peut être considérée comme étant égale à la pression atmosphérique au moment ou l'orifice d'échappement est fermé par le piston. Cette situation se présente quelle que soit la position du papillon de l'air d'admission du moteur. Ainsi, que le moteur soit au ralenti (c'est-à-dire avec le papillon de l'air d'admission typiquement fermé) ou à pleine charge (c'est-à-dire avec le papillon de l'air d'admission typiquement complètement ouvert, ou encore à plein régime), le cylindre comprimera à peu près la même quantité de gaz durant sa course de compression.
Ceci peut être distingué d'un moteur à quatre temps, dans lequel du gaz est aspiré dans le cylindre durant la phase d'admission d'un cycle de combustion du cylindre, tandis que la soupape d'échappement est fermée.
Dans ce cas, la pression du gaz dans le cylindre est influencée par la position du papillon d'admission du moteur, à travers lequel le gaz doit s écouler vers le cylindre. Par exemple, si le papillon d'admission est fermé, le mouvement vers le bas du piston créera un vide dans le cylindre. Ainsi, au début de la course de compression du cycle de combustion du cylindre d'un moteur à quatre temps, la quantité de gaz à comprimer dépend du degré d'ouverture de lorgane du papillon d'admission.
En raison de ces différences, le travail de compression d'un moteur à deux temps est normalement plus élevé que celui d'un moteur à quatre temps au ralenti et aux faibles charges du moteur (c'est-à-dire pour de petites ouvertures du papillon d'admission).
Tous les moteurs à mouvement alternatif subissent des inversions de couple cycliques pendant que le vilebrequin tourne, en raison du travail de compression dépensé par le moteur. Ceci donne lieu à une variation cyclique du couple de sortie instantané fonction de l'angle du vilebrequin.
A des vitesses élevées du moteur, ceci ne se remarque normalement pas. En effet, du fait qu'un moteur à deux temps fournit deux fois plus d'impulsions d'alimentation par cylindre, à chaque rotation, par rapport à un moteur à quatre temps, le couple de sortie d'un moteur à deux temps est globalement plus régulier que pour un moteur à quatre temps comparable, aux charges moyennes et élevées. Cependant, aux faibles charges et au ralenti, lorsque la vitesse du moteur est typiquement basse, le couple de sortie du moteur à deux temps peut être moins régulier que pour un moteur comparable à quatre temps, à la même charge, en raison du travail de compression plus élevé dépensé par le moteur à deux temps. Ceci peut donner lieu à de plus grandes inversions de couple cycliques au ralenti, dans un moteur à deux temps.Ces fortes inversions de couple cycliques peuvent se manifester physiquement sous la forme d'oscillations inacceptables du moteur autour de son axe de roulis, lorsqu'il tourne au ralenti.
Un agencement utilisé dans certains moteurs hors-bord marins à deux temps, en réponse à l'état précité, consiste à prévoir un autre orifice commandé par le piston dans la paroi du cylindre, au-dessus de l'orifice d'échappement, cet autre orifice étant normalement dénommé "orifice de décompression". Cet orifice de décompression présente typiquement une largeur relativement faible et permet à une partie des gaz de s'échapper du cylindre après que les autres orifices ont été fermés durant la course de compression du piston, pour y établir ainsi un taux de compression réduit.
Cette réduction du taux de compression est la plus marquée au ralenti. A des vitesses plus élevées, à mesure que la durée du transfert des gaz dans le cylindre diminue, les effets de l'orifice de décompression deviennent moins importants en raison de l'écoulement de gaz fortement réduit à travers cet orifice, réduisant de ce fait son effet sur le taux de compression dans le cylindre et, ainsi, du moteur. Ceci est imputable à l'effet d'étranglement plus élevé que l'orifice de décompression présente, lorsque les vitesses du gaz sont plus élevées, et à sa durée d'ouverture réduite en raison des vitesses plus élevées du moteur. Cependant, cet agencement nuit à la performance du moteur lorsqu'il fonctionne à des charges plus élevées, du fait que l'orifice de décompression permet à une certaine quantité de gaz de s'échapper du cylindre pendant toute la plage de fonctionnement du moteur.
Par conséquent, un but de la présente invention est de proposer un moteur à deux temps ayant un moyen formant passage supplémentaire pour commander l'écoulement des gaz depuis le cylindre du moteur.
Au vu de ceci, selon un aspect de la présente invention, il est proposé un moteur à combustion interne à deux temps ayant au moins un cylindre pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement et d'une soupape d'échappement destinée à commander la synchronisation de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement, ce moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen formant passage supplémentaire en plus du moyen formant orifice d'échappement, pour permettre un écoulement de gaz depuis le cylindre, la soupape d'échappement commandant en outre l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un moteur à combustion interne à deux temps ayant au moins un cylindre pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement, ce moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen formant passage supplémentaire en plus du moyen formant orifice d'échappement, pour permettre un écoulement de gaz depuis le cylindre, et un moyen de commande pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaires, en fonction de conditions de fonctionnement prédéterminées du moteur, et en ce que le moyen de commande commande l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire durant une course de compression du moteur, pour y permettre un écoulement de gaz au moins au ralenti, à de faibles charges du moteur et/ou de faibles vitesses du moteur, et/ou durant le démarrage du moteur, et y empêche tout écoulement de gaz à des charges plus élevées du moteur et/ou des vitesses plus élevées du moteur.
L'écoulement de gaz depuis le cylindre à travers le moyen formant passage supplémentaire, au ralenti et à de faibles charges/vitesses, donne lieu à un taux de compression plus faible que dans le cas où aucun moyen formant passage supplémentaire n'est prévu. Ceci donne lieu à une moindre amplitude des inversions de couple cycliques lorsqu'on fonctionne au ralenti et à faible charge, car un moindre travail de compression est dépensé par le moteur, produisant de ce fait un couple de sortie plus régulier et réduisant la possibilité d'oscillations du moteur au ralenti. De plus, un couple de démarrage réduit est fourni en raison du plus faible taux de compression.En outre, pour des charges élevées du moteur, la performance du moteur n'est pas affectée par la présence du moyen formant passage supplémentaire, car tout écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire est empêché.
Dans un autre agencement préféré, le moyen de commande peut également ou en variante permettre sélectivement un écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire, pour agir sur le cognement dans le cylindre. Par conséquent, l'écoulement de gaz peut, par exemple, passer à travers le moyen formant passage supplémentaire à des charges élevées du moteur, pour agir ainsi sur le cognement en limitant les pressions maximales pouvant être atteintes dans le cylindre.
Le cylindre du moteur peut comporter une soupape d'échappement, qui lui est associée, pour commander la synchronisation de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement du cylindre, la soupape d'échappement ouvrant et fermant progressivement le moyen formant orifice d'échappement lors d'une variation de la charge et/ou de la vitesse du moteur. Cette soupape d'échappement peut également être agencée pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire.A cette fin, la soupape d'échappement peut commander l'ouverture du moyen formant passage supplémentaire, de manière qu'il y ait, à travers ce dernier, un écoulement de gaz au moins sensiblement sans entrave, lorsque le moteur est au ralenti et pour de faibles charges et/ou vitesses du moteur, ou durant un démarrage du moteur, et de manière que tout écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire soit au moins sensiblement empêché à des charges et/ou des vitesses élevées du moteur.
La soupape d'échappement peut être disposée dans une cavité d'échappement adjacente au moyen formant orifice d'échappement et peut se déplacer entre une position fermée, pour fermer au moins sensiblement complètement le moyen formant orifice d'échappement, et une position ouverte, pour ouvrir au moins sensiblement complètement le moyen formant orifice d'échappement. La soupape d'échappement peut typiquement se trouver dans ou près de la position fermée, lorsque le moteur est au ralenti, et peut typiquement se déplacer vers la position ouverte, lors d'une augmentation de la charge et/ou de la vitesse du moteur.
Le moyen formant passage supplémentaire peut être disposé dans la paroi du cylindre à proximité du moyen formant orifice d'échappement, et en un emplacement situé entre la culasse du cylindre et le moyen formant orifice d'échappement. Par conséquent, dans le cas d'un cylindre orienté verticalement, le passage supplémentaire se trouve immédiatement au-dessus du moyen formant orifice d'échappement. Il est cependant également envisagé que le moyen formant passage supplémentaire soit prévu dans la culasse du cylindre.
Le moyen formant passage supplémentaire peut se présenter sous la forme d'un orifice relativement étroit, séparé du moyen formant orifice d'échappement. Il est également envisagé que le moyen formant passage supplémentaire se présente sous la forme d'un canal ou d'une fente communiquant avec et s'étendant, au moins sensiblement, perpendiculairement au moyen formant orifice d'échappement.
Le moyen formant passage supplémentaire peut s'étendre entre le cylindre du moteur et la cavité d'échappement contenant la soupape d'échappement. La soupape d'échappement peut par conséquent commander directement l'écoulement de gaz, en ouvrant et en fermant progressivement le moyen formant passage supplémentaire, pendant qu'elle se déplace entre ses positions typiques fermée et ouverte. Il est à noter que la soupape d'échappement n'agit pas typiquement sur le mode cycle par cycle, mais est plutôt positionnée conformément à la vitesse et/ou la charge du moteur.
Dans un agencement préféré, la soupape d'échappement peut présenter une face de soupape ayant une largeur permettant de couvrir complètement, au moins sensiblement, le moyen formant orifice d'échappement, tout en laissant le moyen formant passage supplémentaire complètement découvert, au moins sensiblement. Le déplacement de la soupape d'échappement vers sa position ouverte lors d'une augmentation de la charge du moteur déplacera la face de soupape sur la sortie du moyen formant passage supplémentaire, en fermant progressivement le passage.
Dans une variante de réalisation, une saillie peut être prévue le long d'un bord de la face de soupape, afin de couvrir le moyen formant passage supplémentaire. Cette saillie peut, par exemple, se présenter sous la forme d'une languette s'étendant dans la direction du mouvement d'ouverture de la soupape d'échappement.
Dans un autre agencement encore, une ouverture peut être ménagée dans la face de la soupape d'échappement, cette ouverture étant, au moins sensiblement, complètement alignée avec le moyen formant passage supplémentaire, lorsque le moteur est au ralenti et que la soupape d'échappement se trouve dans ou près de la position fermée. L'ouverture sort, de préférence, de son alignement avec le moyen formant passage supplémentaire, pendant que la soupape d'échappement se déplace vers sa position ouverte, lors d'une augmentation de la charge du moteur, si bien que la face de soupape ferme progressivement la sortie du moyen formant passage supplémentaire à des charges élevées du moteur.Par exemple, cette ouverture de soupape peut se présenter sous la forme d'un cercle ou d'une fente ou sous toute autre forme qui fait intimement coïncider la position de la soupape d'échappement avec le degré souhaité d'ouverture du moyen formant passage supplémentaire.
Dans une variante de réalisation, la soupape d'échappement peut commander indirectement l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire, le déplacement de la soupape d'échappement commandant un moyen formant soupape secondaire, disposé de façon à couper le moyen formant passage supplémentaire, pour commander ainsi l'écoulement de gaz à travers ce dernier. L'actionnement du moyen formant soupape secondaire peut être lié électriquement ou mécaniquement à la soupape d'échappement ou peut se faire indépendamment de la soupape d'échappement.
Lorsque le moyen formant passage supplémentaire, par cylindre, comprend plus d'un passage supplémentaire, les passages supplémentaires peuvent se trouver à des hauteurs différentes dans le cylindre et présenter des aires de section transversale différentes. En outre encore, il est envisagé que, dans une configuration de moteur multicylindre, tous les cylindres ne soient pas aménagés pour comprendre un moyen formant passage supplémentaire.
Le moyen précité formant soupape secondaire peut être utilisé conjointement avec la soupape d'échappement ou peut constituer le seul moyen pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire. Dans ce dernier agencement, le moyen formant soupape secondaire peut être actionné sur une base cyclique pour ouvrir le moyen formant passage supplémentaire durant la phase de compression du cycle du cylindre, et pour fermer le moyen formant passage supplémentaire durant sa phase de détente. Par conséquent, ceci fournit de plus faibles taux de compression, sans les pertes de puissance dues au fait que l'échappement des gaz se produit trop tôt dans le cycle de combustion. En variante, le moyen formant soupape secondaire peut être fermé durant la phase de compression du cycle du moteur et ouvert lors de la phase d'alimentation.
Ceci serait particulièrement avantageux dans des conditions de coupure du régime de frein moteur, dans lesquelles le "freinage moteur" pourrait être amélioré. Le moyen formant soupape secondaire peut être une électrovanne. En variante, du fait que, dans cet agencement, la soupape peut fonctionner sur une base cyclique, la soupape peut être actionnée par une came.
A l'égard des configurations de moteur multicylindre, il est typique que les soupapes d'échappement associées aux moyen formant orifice d'échappement de chaque cylindre soient actionnées à l'unisson. Plus précisément, les soupapes d'échappement, dans une telle configuration de moteur, sont typiquement disposées sur le même arbre, si bien qu'elles assurent toujours typiquement la même synchronisation de l'ouverture pour l'orifice d'échappement de chaque cylindre. En conséquence, dans une telle configuration, une commande séparée de chaque moyen formant passage supplémentaire associé à un cylindre individuel est normalement impossible.Cependant, la présente invention est considérée comme pouvant être appliquée à de tels systèmes typiques, ainsi qu'à ceux qui se fondent sur des moyens différents pour assurer un actionnement individuel des soupapes d'échappement sur un moteur multicylindre. A cet égard, le moyen précité formant soupape secondaire indépendante peut être agencé pour assurer une telle commande individuelle du moyen formant passage supplémentaire de chaque cylindre. Par exemple, une soupape individuelle actionnée électriquement peut être prévue pour commander chaque moyen formant passage supplémentaire du cylindre, indépendamment de la soupape d'échappement de chaque cylindre correspondant.
Dans un autre mode de réalisation, le moyen formant passage supplémentaire peut se trouver à l'écart du moyen formant orifice d'échappement, par exemple, prés des orifices de transfert ou dans la culasse du cylindre. Ceci peut être avantageux en raison de la charge thermique élevée existant typiquement autour du moyen formant orifice d'échappement. L'adjonction d'un passage ou d'un orifice supplémentaire près du moyen formant orifice d'échappement peut également compliquer la configuration des passages de refroidissement autour du moyen formant orifice d'échappement. Un moyen formant soupape, tel que le moyen précité formant soupape secondaire, peut être utilisé pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire, dans cette variante de réalisation.
Les gaz d'échappement libérés à travers le moyen formant passage supplémentaire peuvent être dirigés sur un moyen de traitement catalytique disposé dans le système d'échappement du moteur. En variante, les gaz d'échappement peuvent être dirigés vers le carter-moteur du moteur à deux temps, pour une remise en circulation des gaz d'échappement dans le moteur. Il est également envisagé que, dans certaines conditions de fonctionnement du moteur, l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire puisse être délivré directement à un autre cylindre du moteur, à la période appropriée dans le cycle de fonctionnement de ce cylindre, de la manière décrite dans la demande de brevet australien
No. 67900/94 de la demanderesse.
No. 67900/94 de la demanderesse.
La présence du moyen formant passage supplémentaire peut également aider à maîtriser les phénomènes de "cognement" ou "détonation" du moteur, en limitant les pressions maximales dans le cylindre, comme indiqué ci-dessus. Dans la demande de brevet australien
No. 70630/94 de la demanderesse, il est décrit un procédé de contrôle du cognement par retardement de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement, à l'aide de la soupape d'échappement. Le moyen formant passage supplémentaire de la présente invention peut coopérer avec la soupape d'échappement, en y permettant un écoulement de gaz lorsque la soupape d'échappement ferme partiellement le moyen formant orifice d'échappement, pour contrôler de ce fait tout cognement en limitant les pressions maximales pouvant être atteintes dans le cylindre, durant la compression et, ainsi, la combustion.En variante, le moyen formant passage supplémentaire peut être commandé indépendamment de la soupape d'échappement, pour contrôler les cognements.
No. 70630/94 de la demanderesse, il est décrit un procédé de contrôle du cognement par retardement de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement, à l'aide de la soupape d'échappement. Le moyen formant passage supplémentaire de la présente invention peut coopérer avec la soupape d'échappement, en y permettant un écoulement de gaz lorsque la soupape d'échappement ferme partiellement le moyen formant orifice d'échappement, pour contrôler de ce fait tout cognement en limitant les pressions maximales pouvant être atteintes dans le cylindre, durant la compression et, ainsi, la combustion.En variante, le moyen formant passage supplémentaire peut être commandé indépendamment de la soupape d'échappement, pour contrôler les cognements.
Un autre avantage est une amélioration du traitement des émissions d'échappement. La température des gaz d'échappement au ralenti est plus élevée, du fait que les gaz d'échappement sont libérés plus tôt à travers le moyen formant passage supplémentaire, avant d'être libérés à travers le moyen formant orifice d'échappement. Les gaz libérés à travers le moyen formant passage supplémentaire présentent ainsi typiquement une température supérieure à celle des gaz d'échappement sortant du moyen formant orifice d'échappement. La température plus élevée des gaz d'échappement aidera à augmenter ou à maintenir la température de fonctionnement de tout moyen de traitement catalytique, prévu en aval du moteur.
En variante, un trajet de recirculation des gaz d'échappement (EGR) peut être prévu pour diriger les gaz d'échappement, libérés à travers le moyen formant passage supplémentaire, dans le carter-moteur, pour aider encore plus le contrôle des émissions du moteur. Un tel trajet EGR peut être placer ou passer près d'un passage de refroidissement du moteur, pour aider au refroidissement de tout gaz ainsi remis en circulation.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un procédé de commande d'un moteur à combustion interne à deux temps, ayant au moins un cylindre pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement, le moteur comprenant en outre un moyen formant passage supplémentaire en plus du moyen formant orifice d'échappement, pour permettre un écoulement de gaz depuis le ou les cylindres, et un moyen de commande pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire, en fonction de conditions de fonctionnement prédéterminées du moteur, le procédé comprenant la commande de l'écoulement des gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire, durant une course de compression du moteur, pour y permettre un écoulement des gaz au moins sensiblement sans entrave, au moins au ralenti, à de faibles charges du moteur et/ou à de faibles vitesses du moteur, et/ou durant un démarrage du moteur et empêchant au moins pratiquement tout écoulement de gaz en son sein, à des charges du moteur et/ou des vitesses du moteur plus élevées.
Pour mieux comprendre la présente invention, on va se référer aux dessins annexés qui illustrent un mode de réalisation préféré d'un moteur à deux temps selon la présente invention. Comme on le conçoit, ceci constitue seulement un mode de réalisation préféré de la présente invention et des variantes de réalisation sont également envisagées.
Sur les dessins la figure 1 est un graphique ayant deux courbes représentant
l'inversion du couple pour un moteur à deux temps
monocylindre, en fonction de l'angle du vilebrequin, sans
et avec un orifice supplémentaire; la figure 2 est un graphique représentant l'inversion du couple en
fonction de l'angle du vilebrequin, pour un moteur à
quatre temps monocylindre ayant le même couple de
sortie que le moteur à deux temps de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un cylindre d'un moteur à
deux temps selon la présente invention.
l'inversion du couple pour un moteur à deux temps
monocylindre, en fonction de l'angle du vilebrequin, sans
et avec un orifice supplémentaire; la figure 2 est un graphique représentant l'inversion du couple en
fonction de l'angle du vilebrequin, pour un moteur à
quatre temps monocylindre ayant le même couple de
sortie que le moteur à deux temps de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un cylindre d'un moteur à
deux temps selon la présente invention.
Les graphiques des figures 1 et 2 indiquent la différence relative des inversions de couple, respectivement pour un moteur à deux temps et un moteur à quatre temps. L'échelle pour le couple de sortie dans chaque graphique est par conséquent une échelle relative, les valeurs numériques correspondantes de couple de sortie dans chaque graphique étant de la même ampleur.
La figure 1 compare l'amplitude relative des inversions de couple pour un moteur monocylindre à deux temps, qui ne comporte pas d'orifice supplémentaire (courbe A), à celle pour le même moteur monocylindre à deux temps ayant un orifice supplémentaire (courbe B), les deux fonctionnant aux mêmes faibles charges et vitesses de moteur. Chaque courbe représente le couple de sortie instantané du moteur en fonction de l'angle du vilebrequin. Aux points d'inversion de couple maximale représentés sur le graphique, I'inversion de couple du moteur ayant l'orifice supplémentaire est représentée comme étant seulement d'à peu près 70 % de l'inversion de couple du moteur ne comportant pas l'orifice supplémentaire.Ces courbes montrent clairement qu'à de faibles charges et/ou vitesses du moteur, la présence d'un orifice supplémentaire réduit significativement l'amplitude de l'inversion de couple dans un moteur à deux temps.
La figure 2 représente les inversions de couple instantanées en fonction de l'angle du vilebrequin, pour un moteur monocylindre à quatre temps ayant le même couple de sortie que le moteur à deux temps précité et fonctionnant aux mêmes faibles charges et vitesses de moteur. I1 est à noter que l'échelle pour le couple de sortie du graphique de la figure 2 est égale à la moitié de celle pour le couple de sortie du graphique de la figure 1. Cette courbe montre ainsi que les inversions de couple pour un moteur à quatre temps, à de faibles charges et vitesses du moteur, sont globalement moins extrêmes que pour un moteur à deux temps ayant un couple de sortie identique, fonctionnant aux mêmes faibles charges et vitesses de moteur.
Sur la figure 3, un cylindre 1 d'un moteur à deux temps est représenté comme comprenant un injecteur de carburant 2 et une bougie d'allumage 3. Un orifice de transfert 4 et un orifice d'échappement 5 sont prévus dans une paroi 16 du cylindre, l'ouverture et la fermeture de ces orifices étant commandées par la position du piston 12. Une soupape d'échappement 7 est placée dans une position adjacente à l'orifice d'échappement 5, dans une cavité d'échappement 6. Cette soupape d'échappement 7 est montée pivotante autour d'un axe 15 et peut se déplacer entre une position fermée, dans laquelle l'orifice d'échappement 5 est, au moins sensiblement, complètement fermé, et une position ouverte, dans laquelle l'orifice d'échappement est, au moins sensiblement, complètement ouvert.La figure 3 représente le moteur au ralenti, auquel cas la soupape d'échappement 7 ferme presque complètement l'orifice d'échappement 5.
Normalement, des gaz d'échappement 11 sortent par l'orifice d'échappement 5, au-delà de la soupape d'échappement 7. Cependant, la présente invention propose également un passage ou orifice supplémentaire 9 qui permet à d'autres gaz d'échappement 10 de s'échapper dans la cavité d'échappement 6, lorsque le moteur est au ralenti ou proche du ralenti et que l'orifice d'échappement 5 est alors normalement sensiblement fermé.
Ceci donne lieu à un plus faible taux de compression dans le cylindre 1, au ralenti ou dans un état proche du ralenti.
Lors d'une augmentation de la charge du moteur, la soupape d'échappement 7 se déplace vers le haut en direction de sa position ouverte (non représentée), pour découvrir de ce fait une plus grande aire de l'orifice d'échappement 5 pour l'écoulement des gaz. Lorsque la soupape d'échappement 7 se déplace vers sa position ouverte, le bord supérieur 14 de la face de soupape 8 de la soupape d'échappement 7 commence à couvrir progressivement la sortie du passage supplémentaire 9. Lorsque la soupape d'échappement 7 se trouve dans ou près de sa position ouverte à des charges élevées du moteur, la sortie du passage supplémentaire 9 est complètement fermée par la face 8 de la soupape. Lorsqu'il n'y a pas d'écoulement de gaz dans le passage supplémentaire 9, la performance du moteur à une charge de moteur élevée n'est pas affectée par la présence du passage supplémentaire 9.
D'autres moyens ou des moyens additionnels pour fermer sélectivement le passage supplémentaire 9 sont également envisagés. Par exemple, une électrovanne peut être prévue pour commander l'écoulement des gaz à travers le passage 9, l'ouverture de la soupape étant commandée par une unité de commande électronique (ECU) surveillant les paramètres de fonctionnement du moteur. L'électrovanne peut agir conjointement avec la soupape d'échappement 7 ou peut constituer le seul moyen de commande de l'écoulement des gaz à travers le passage supplémentaire 9.
Le passage supplémentaire 9 peut, en variante se trouver du côté de l'orifice de transfert ou de l'admission du cylindre 1 ou dans la culasse du cylindre. I1 est également envisagé que plus d'un passage supplémentaire 9 puisse être prévu pour chaque cylindre 1.
Claims (29)
1. Moteur à combustion interne à deux temps, ayant au moins un cylindre (1) pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement (5), caractérisé en ce que le moteur comprend en outre un moyen formant passage supplémentaire (9) en plus du moyen formant orifice d'échappement (5), pour permettre un écoulement de gaz depuis le cylindre (1), et un moyen de commande pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9), en fonction de conditions de fonctionnement prédéterminées du moteur, et en ce que le moyen de commande commande l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9) durant une course de compression du moteur, pour y permettre un écoulement de gaz au moins au ralenti, à de faibles charges du moteur et/ou de faibles vitesses du moteur, et/ou durant le démarrage du moteur et y empêche tout écoulement de gaz à des charges plus élevées du moteur et/ou à des vitesses plus élevées du moteur.
2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande permet en outre sélectivement un écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9), à des charges élevées du moteur, pour agir ainsi sur le cognement du moteur en limitant les pressions maximales pouvant être atteintes dans le cylindre (1).
3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou les cylindres (1) comprend ou comprennent une soupape d'échappement (7) destinée à commander la synchronisation de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement (5), la soupape d'échappement (7) commandant en outre l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9).
4. Moteur à combustion interne à deux temps, ayant au moins un cylindre (1) pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement (5) et d'une soupape d'échappement (7) destinée à commander la synchronisation de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement (5), ce moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen formant passage supplémentaire (9) en plus du moyen formant orifice d'échappement (5), pour permettre un écoulement de gaz depuis le cylindre (1), la soupape d'échappement (7) commandant en outre l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9).
5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la soupape d'échappement (7) commande l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9) durant une course de compression du moteur, pour y permettre un écoulement de gaz au moins au ralenti, à de faibles charges du moteur et/ou de faibles vitesses du moteur, et/ou durant le démarrage du moteur, et y empêche tout écoulement de gaz à des charges plus élevées du moteur et/ou des vitesses plus élevées du moteur.
6. Moteur selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que la soupape d'échappement (7) est placée dans une cavité d'échappement (6), à proximité du moyen formant orifice d'échappement (5), et peut se déplacer entre une position fermée, pour fermer au moins pratiquement complètement le moyen formant orifice d'échappement (5), et une position ouverte, pour ouvrir au moins pratiquement complètement le moyen formant orifice d'échappement (5), la soupape d'échappement (7) se trouvant dans, ou prés de, la position fermée lorsque le moteur est au ralenti et se déplaçant vers la position ouverte lors d'une augmentation de la charge et/ou de la vitesse du moteur.
7. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen formant passage supplémentaire (9) s'étend entre le cylindre (1) du moteur et la cavité d'échappement (6) contenant la soupape d'échappement (7).
8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la soupape d'échappement (7) comprend une face de soupape (8) ayant une largeur telle que, lorsque la face de soupape (8) couvre complètement, au moins pratiquement, le moyen formant orifice d'échappement (5), le moyen formant passage supplémentaire (9) reste, au moins pratiquement, complètement découvert.
9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une saillie est prévue le long d'un bord de la face de soupape (8), pour couvrir sélectivement le moyen formant passage supplémentaire (9).
10. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la soupape d'échappement (7) comprend une face de soupape (8) dans laquelle est formée une ouverture, cette ouverture étant, au moins sensiblement, complètement alignée avec le moyen formant passage supplémentaire (9), lorsque le moteur est au ralenti et que la soupape d'échappement (7) se trouve dans, ou près de, la position fermée.
il. Moteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'ouverture sort de son alignement avec le moyen formant passage supplémentaire (9) pendant que la soupape d'échappement (7) se déplace vers sa position ouverte, lors d'une augmentation de la charge du moteur, de manière que la face de soupape (8) ferme progressivement la sortie du moyen formant passage supplémentaire (9) pour des charges élevées du moteur.
12. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le moyen formant passage supplémentaire (9) se présente sous la forme d'un passage supplémentaire (9) unique permettant un écoulement de gaz depuis le ou les cylindres (1).
13. Moteur selon la revendication 12, dans lequel l'entrée du passage supplémentaire (9) se trouve dans la paroi du cylindre (1) à proximité du moyen formant orifice d'échappement (5), et en un emplacement situé entre une culasse et le moyen formant orifice d'échappement (5).
14. Moteur selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le passage supplémentaire (9) se présente sous la forme d'un orifice relativement étroit séparé du moyen formant orifice d'échappement (5).
15. Moteur selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le passage supplémentaire (9) se présente sous la forme d'un canal ou d'une fente communiquant avec le, et s'étendant au moins sensiblement perpendiculairement au, moyen formant orifice d'échappement (5).
16. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le déplacement de la soupape d'échappement (7) commande un moyen formant soupape secondaire, positionné de façon à couper le moyen formant passage supplémentaire (9), pour réguler ainsi l'écoulement de gaz à travers ce dernier.
17. Moteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'actionnement du moyen formant soupape secondaire est lié électriquement ou mécaniquement à la soupape d'échappement (7).
18. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen formant soupape secondaire, pour contrôler l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9).
19. Moteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que le moyen formant soupape secondaire est actionné sur une base cyclique pour ouvrir le moyen formant passage supplémentaire (9) durant la phase de compression du cycle du cylindre (1), et pour fermer le moyen formant passage supplémentaire (9) durant sa phase de détente.
20. Moteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que le moyen formant soupape secondaire est fermé durant la phase de compression du cycle du moteur et ouvert durant sa phase d'alimentation.
21. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et 16 à 20, caractérisé en ce que le moyen formant passage supplémentaire (9) comprend une pluralité de passages supplémentaires pour chaque cylindre (1), les entrées de chacun des passages supplémentaires se trouvant à des hauteurs différentes dans la paroi du cylindre (1).
22. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 16 à 20, caractérisé en ce que le moyen formant passage supplémentaire (9) comprend un passage supplémentaire (9) ménagé dans une culasse du cylindre (1).
23. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et 16 à 20, caractérisé en ce que le moyen formant passage supplémentaire (9) comprend un passage supplémentaire (9) adjacent à un moyen formant orifice de transfert (4) du cylindre (1).
24. Moteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la soupape d'échappement (7) permet sélectivement un écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9), à des charges élevées du moteur, pour agir ainsi sur le cognement du moteur en limitant les pressions maximales pouvant être atteintes dans le cylindre (1).
25. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne à deux temps, ayant au moins un cylindre (1) pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement (5), le moteur comprenant en outre un moyen formant passage supplémentaire (9) en plus du moyen formant orifice d'échappement (5), pour permettre un écoulement de gaz depuis le ou les cylindres (1), et un moyen de commande pour commander l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9) en fonction de conditions de fonctionnement prédéterminées du moteur, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la commande de l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9), durant une course de compression du moteur, pour y permettre un écoulement de gaz au moins pratiquement sans obstacle, au moins au ralenti, à de faibles charges du moteur et/ou vitesses du moteur, et/ou durant le démarrage du moteur, et pour y empêcher au moins pratiquement tout écoulement de gaz, à des charges plus élevées du moteur et/ou des vitesses plus élevées du moteur.
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que le ou les cylindres (1) comprend ou comprennent une soupape d'échappement (7) pour commander la synchronisation de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement (5) du ou des cylindres (1), la soupape d'échappement (7) ouvrant et fermant progressivement le moyen formant orifice d'échappement (5) lors d'une variation de la charge et/ou de la vitesse du moteur, le procédé comprenant la commande de l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9) au moyen de la soupape d'échappement (7).
27. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne à deux temps, ayant au moins un cylindre (1) pourvu d'un moyen formant orifice d'échappement (5) et une soupape d'échappement (7) destinée à commander la synchronisation de l'ouverture du moyen formant orifice d'échappement (5), caractérisé en ce que le moteur comprend, en outre, un moyen formant passage supplémentaire (9) en plus du moyen formant orifice d'échappement (5), pour permettre un écoulement de gaz depuis le cylindre (1), le procédé comprenant la commande de l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9) au moyen de la soupape d'échappement (7).
28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la commande de l'écoulement de gaz à travers le moyen formant passage supplémentaire (9), au moyen de la soupape d'échappement (7), durant une course de compression du moteur, pour y permettre un écoulement de gaz au moins sensiblement sans obstacle, au moins au ralenti, à de faibles charges du moteur et/ou vitesses du moteur, et/ou durant un démarrage du moteur, et pour y empêcher au moins sensiblement tout écoulement de gaz à des charges plus élevées du moteur et/ou des vitesses plus élevées du moteur.
29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 28, caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, à assurer un écoulement de gaz sélectif à travers le moyen formant passage supplémentaire (9), pour agir sur le cognement dans le cylindre (1) à des charges élevés du moteur, en limitant les pressions maximales pouvant être atteintes dans le ou les cylindres (1).
30. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 29, caractérisé en ce que le moyen formant passage supplémentaire (9) comprend au moins un passage supplémentaire (9) pour permettre un écoulement de gaz depuis le ou les cylindres (1).
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