CH622062A5

CH622062A5 -

Info

Publication number: CH622062A5
Application number: CH183578A
Authority: CH
Inventors: Remi Curtil
Original assignee: Semt
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1978-02-21
Publication date: 1981-03-13
Also published as: CS210617B2; DE2809473C3; SE7802511L; NO780755L; AU521788B2; NL7802328A; US4232641A; PL205136A1; JPS53115402A; YU53778A; AU3370778A; DD134556A5; BR7801388A; FI780742A; GB1592133A; DE2809473A1; IN149345B; DE2809473B2; ES467630A1; IT1104857B

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif visant à assurer, d'une part, un bon balayage des cylindres d'un moteur à combustion interne, surtout aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses et, d'autre part, un réglage du taux de compression effectif entraînant un abaissement des températures, de préférence aux charges élevées et/ou aux vitesses élevées, sans porter atteinte au rendement moteur et sans altérer les qualités de démarrage du moteur.

Pour obtenir un meilleur rendement d'un moteur, particulièrement du type à suralimentation, on cherche à assurer un bon balayage des cylindres, ce qui permet d'augmenter la masse d'air admise dans chaque cylindre et de refroidir notamment les soupapes d'échappement.

Cependant, il peut arriver, surtout au démarrage et aux bas régimes (marche au ralenti et marche à vide du moteur), que la pression d'admission soit insuffisante par rapport à la pression d'échappement pour assurer le balayage des cylindres. Par exemple, dans le cas le plus défavorable, on peut avoir une pression d'échappement à 1,8 kg/cm2 pour une pression d'admission d'environ 1 kg/cm2. Etant donné que l'on a généralement un retard à la fermeture de la soupape d'échappement et une avance à l'ouverture de la soupape d'admission, on a inévitablement une communication entre le collecteur d'admission et le collecteur d'échappement tant que la soupape d'échappement n'est pas fermée. Aussi, pendant ce laps de temps, si la pression d'échappement est supérieure à la pression d'admission, on ne peut pas assurer un balayage correct des cylindres, mais on a, au contraire, un contre-balayage très défavorable. En outre, au cas où la différence de pression est la plus défavorable (0,8 kg/cm2), on est obligé de débrayer la turbine de chaque turbocompresseur de suralimentation et d'entraîner le compresseur mécaniquement pour éviter un contre-balayage excessif. Cela est très compliqué, cher et augmente d'une façon appréciable (d'environ 30%) la consommation.

Pour pallier cet inconvénient, on peut diminuer ou même supprimer le croisement entre la période d'ouverture des soupapes d'admission et la période de fermeture des soupapes d'échappement, en évitant ainsi le risque de contre-balayage, mais on n'a pas, pour autant, de balayage, si bien que la puissance du moteur est diminuée et les soupapes d'échappement ne sont pas refroidies.

Le but de l'invention est notamment de supprimer le risque de contre-balayage, de préférence aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses, tout en permettant le balayage des cylindres, sans la nécessité d'une suralimentation aux bas régimes du moteur, ce qui, par conséquent, permet d'éviter l'entraînement mécanique du compresseur de la turbosoufflante pour le cas le plus défavorable et d'obtenir un taux de compression effectif variable et une cylindrée utile variable, ce qui permet notamment de suralimenter des moteurs à taux de compression très élevés que l'on ne peut normalement pas suralimenter en raison des pressions maximales de combustion trop élevées, ou d'accroître dans des proportions importantes le taux de suralimentation des moteurs déjà suralimentés, en réduisant au minimum les inconvénients de leur fonctionnement au démarrage et aux charges partielles.

Aussi le procédé conforme à l'invention est-il caractérisé en ce qu'il consiste à constituer, pour chaque cylindre et pour chaque cycle de fonctionnement du moteur, une réserve d'air comprimé, pendant la phase d'admission, avec l'air d'admission et à le comprimer en retardant la fermeture de la soupape d'admission, et à créer une fuite de dérivation variable à partir de la réserve de gaz comprimé en direction du collecteur d'admission, en fonction de la vitesse et/ou de la charge du moteur.

Le procédé peut consister à constituer, pour chaque cylindre et au cours de chaque cycle, avant la phase d'échappement, une réserve d'air comprimé et à balayer le cylindre par la détente de cet air comprimé au début de la phase de balayage du cycle suivant.

Le procédé peut consister à constituer chaque réserve d'air comprimé dans le conduit d'admission correspondant.

Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un clapet antiretour logé dans le conduit de raccordement de chaque cylindre au collecteur

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d'admission, et une tubulure de dérivation montée entre le collecteur d'admission et le conduit de raccordement de chaque cylindre et débouchant dans celui-ci en un point situé en aval du clapet antiretour, la tubulure de dérivation comprenant une soupape dont le degré d'ouverture est réglable.

Suivant un second dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention qui permet de supprimer la tubulure de dérivation et, par conséquent, de simplifier considérablement le dispositif, un clapet antiretour est logé dans le conduit de raccordement de chaque cylindre au collecteur d'admission et une soupape, dont le degré d'ouverture est réglable et qui comprend des orifices axiaux prévus dans la tête de soupape et susceptible d'obturer les orifices.

Le réglage du degré d'ouverture de la soupape peut se faire par une commande externe fonction de la vitesse et/ou de la charge du moteur, et à au moins deux valeurs respectivement maximale et minimale et variant de façon discrète ou continue entre ces deux valeurs limites.

Lorsque la soupape est en position de fermeture, le clapet peut permettre le passage de la charge d'air ou du mélange d'admission vers le cylindre, mais interdit le refoulement du mélange déjà introduit dans le cylindre, et ce au démarrage, aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses.

La soupape en position d'ouverture peut autoriser, d'une part, le passage de la charge d'air ou du mélange d'admission vers le cylindre et, d'autre part, un refoulement du mélange déjà introduit dans le cylindre, et ce aux charges élevées et/ou aux vitesses élevées du moteur.

Les avantages, caractéristiques et détails apparaîtront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels :

— les fig. 1 à 4 représentent schématiquement un cylindre de travail du moteur pourvu du dispositif conforme à l'invention suivant un premier mode de réalisation et permettent d'illustrer les différentes étapes du procédé au démarrage, aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses;

— les fig. 5 et 6 illustrent schématiquement les étapes du procédé aux charges élevées et/ou aux vitesses élevées;

— la fig. 7 représente, sous forme graphique, en coordonnées logarithmiques, différents cycles de moteur pour des charges et/ou vitesses élevées dont celui de l'invention, à titre de comparaison;

— la fig. 8 représente graphiquement, suivant une échelle logarithmique, les courbes des températures de compression (°K) des cycles de moteur de la fig. 7 en fonction de l'angle de rotation de l'arbre-manivelle (°AM);

— la fig. 9 représente schématiquement un cylindre de travail d'un moteur pourvu d'un second mode de réalisation du dispositif;

— les fig. 10 à 13 représentent le second mode de réalisation du clapet antiretour et de la soupape respectivement dans quatre positions différentes correspondant chacune à un état de fonctionnement du moteur;

— la fig. 14 représente, sous forme graphique, en coordonnées logarithmiques, différents diagrammes de compression en fonction du volume pour différents moteurs dont l'un est équipé du dispositif;

— la fig. 15 représente, sous forme graphique, dans le cas d'un moteur suralimenté, le rapport de pression du compresseur en fonction du débit moteur pour un moteur classique et pour un moteur équipé du dispositif, et

— la fig. 16 représente, sous forme graphique, les variations des courbes de couple ou de pression moyenne effective en fonction de la vitesse dans le cas particulier d'un gros moteur Diesel hautement suralimenté.

En se référant à la fig. 1, on a représenté schématiquement un cylindre de moteur 1 avec son piston 2, le collecteur d'admission 3 avec la tubulure de raccordement 4 à la culasse du cylindre, la soupape d'admission 5, le collecteur d'échappement 6 avec la tubulure de raccordement 7 à la culasse du cylindre et la soupape d'échappement 8.

Selon un premier mode de réalisation, il est prévu :

— un clapet antiretour 9 monté dans le conduit d'admission dans la tubulure de raccordement 4; ce clapet 9 est monté de façon à assurer une communication unidirectionelle dans le sens collecteur d'admission-cylindre;

— au moins une tubulure de dérivation 10 sensiblement de même diamètre que la tubulure de raccordement 4 et qui relie le collecteur d'admission 3 à la tubulure de raccordement 4 en un point situé en aval, dans le sens d'arrivée d'air d'admission, du clapet antiretour 9; dans cette tubulure de dérivation 10 est logée une soupape 11 dont l'ouverture réglable est commandée, par exemple, par la pression de suralimentation.

Avant de décrire en détail le procédé, on va se reporter à la fig. 7 où sont représentés pour des charges et/ou vitesses élevées: en traits tiretés, un cycle Diesel classique; en traits mixtes, un cycle connu sous le nom de cycle de Miller développé pour les moteurs à gaz et, en traits forts, un cycle Diesel conforme à l'invention.

Ce cycle de Miller, développé pour les moteurs à gaz, se caractérise par une avance à la fermeture de la soupape d'admission qui est variable suivant la charge du moteur par asservissement de l'instant de fermeture de la soupape d'admission à la pression de suralimentation ou à la valeur de la charge du moteur. Plus celle-ci est élevée, plus on avance l'instant de fermeture de la soupape (l'instant de fermeture pouvant se situer au maximum à 60° avant le point mort bas du piston).

Dans l'exemple représenté, — cas d'une charge élevée — l'instant de fermeture de la soupape d'admission est indiqué par le point A. Etant donné que la soupape d'admission est fermée avant le point mort bas (PMB) du piston, une détente de l'air d'admission contenu dans le cylindre a lieu pendant la dernière partie de la course descendante du piston (partie AB du cycle de Miller).

Cette détente, provoquée par une augmentation du volume d'admission pour une même masse de gaz, a essentiellement pour avantage de diminuer la température des gaz en fin de compression par rapport à un moteur classique. Cela ressort de la fig. 8, où sont représentées les courbes des températures de compression pour les trois cycles étudiés, la courbe Di (en traits tiretés) représentant les températures de compression d'un cycle Diesel classique, la courbe D2 (en traits mixtes) celles du cycle de Miller et la courbe D3 (en traits forts) celles du cycle conforme à l'invention.

Cependant, en contre-partie de cette avance de la fermeture de la soupape d'admission avant le point mort bas du piston, il est nécessaire d'avoir un certain accroissement de la pression de suralimentation. Cela se traduit par une courbe d'admission (a') située au-dessus de la courbe d'admission (a) d'un moteur classique.

Aux faibles charges, on diminue, dans le système de Miller, l'avance à la fermeture d'admission pour pouvoir utiliser toute la course de compression alors que, aux charges élevées, on a une course de compression effective diminuée, ce qui nécessite que l'instant de fermeture de la soupape d'admission soit asservi à la valeur de la charge.

On a représenté également, sur la fig. 7, dans le cas de charges élevées, le cycle du moteur conforme à l'invention (en traits forts), les phases de compression et de détente correspondant sensiblement à celles du cycle classique, alors que la phase d'échappement (e') correspond sensiblement à celle du cycle de Miller.

Selon le présent procédé, on cherche à garder les avantages du cycle de Miller tout en permettant d'assurer le balayage des cylindres, notamment aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses.

En se reportant à nouveau à la fig. 7, on remarque que la différence entre le cycle de Miller et celui de l'invention réside principalement dans le fait que la soupape d'admission se ferme

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après le point mort bas du piston (au point A4 de la courbe, point qui est sensiblement symétrique du point A du cycle de Miller par rapport au point mort bas). En d'autres termes, au lieu d'avoir une avance de la fermeture d'admission, on a au contraire un retard à la fermeture.

Dans ces conditions, et lorsque la dérivation est ouverte, on diminue également le volume d'admission ainsi que la température des gaz en fin de compression par rapport au cycle Diesel classique avec une phase de compression effective écourtée. Notamment aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses, la dérivation étant fermée, toute la course de compression est utilisée comme dans le cas du cycle de Miller, mais avec, en plus, suppression de tout phénomène de contre-balayage. Un balayage efficace des cylindres est ainsi réalisé, comme cela est démontré ci-après en se référant aux fig. 1 à 6.

Sur la fig. 1, est représenté le cylindre 1 en cours d'admission, avec la soupape d'admission 5 ouverte et la soupape d'échappement 8 fermée. En supposant que le moteur fonctionne à faible charge et/ou à faible vitesse, la soupape 11 est en position de fermeture, c'est-à-dire que l'air d'admission pénètre librement dans le cylindre par la tubulure de raccordement 4 d'une façon classique.

Sur la fig. 2, est représentée une position du piston pendant son mouvement ascendant, mais avant l'instant de fermeture de la soupape d'admission. Dans ces conditions, l'air d'admission tend à être refoulé vers le collecteur d'admission 3, mais il en est empêché par le clapet antiretour 9.

Sur la fig. 3, est représentée la position du piston 2 à l'instant où se ferme la soupape d'admission, instant qui correspond sensiblement à un retard à la fermeture par exemple de plus de 50°. Ainsi, pendant la course (x) du piston 2 entre les positions représentées sur les fig. 1 et 3, une certaine quantité d'air d'admission a été emprisonnée dans la tubulure de raccordement 4 et a été comprimée par le piston 2 pendant sa course entre son point mort bas et le point qu'il a atteint lorsque la soupape d'admission se ferme.

Sur la fig. 4, on a représenté le piston 2 au voisinage de son point mort haut (PMH) vers la fin de la phase d'échappement, les phases de fin de compression et de détente se déroulant d'une façon connue en soi. Etant donné que l'on a un retard à la fermeture de la soupape d'échappement 8 et une avance à l'ouverture de la soupape d'admission 5, il y aura une période où les deux soupapes seront simultanément ouvertes. Par conséquent, le gaz comprimé emprisonné dans la tubulure d'admission 4 se détendra et balaiera le cylindre. Ce balayage va donc chasser les gaz d'échappement chauds résiduels et refroidir la soupape d'échappement. Ensuite, le cylindre recommence d'une façon identique.

Dans le cas où le moteur fonctionne à charge élevée et/ou à vitesse élevée, la tubulure de dérivation 10 jouera un rôle important. En effet, il est nécessaire, afin de limiter la température en fin de compression comme dans le système de Miller, de prévoir une fuite par l'intermédiaire de la tubulure de dérivation 10.

Sur la fig. 5, est représentée une position du piston correspondant à celle de la fig. 1 mais, dans ce cas, l'air d'admission pénètre dans le cylindre à la fois par la tubulure de raccordement 4 et par la tubulure de dérivation 10.

Sur la fig. 6, est représenté le piston dans une position correspondant à celle de la fig. 2, pendant le mouvement ascendant du piston avant que la soupape d'admission soit fermée et, dans ce cas, il y a un refoulement de l'air d'admission sans formation de réserve d'air sous pression.

Précédemment, on a décrit principalement le fonctionnement du dispositif pour les deux conditions extrêmes correspondant aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses (soupape 11 fermée) et aux charges élevées et/ou vitesses élevées (soupape 11 ouverte), mais, bien évidemment, pour des charges intermédiaires, la soupape 1 sera plus ou moins ouverte, ce qui permet de régler la pression à l'intérieur de la tubulure de raccordement 4.

En se reportant à nouveau à la fig. 7, la partie B'A' du cycle conforme au présent procédé, correspondant, dans le cas de charges et/ou de vitesses élevées, à la course du piston entre son point mort bas et la fermeture de la soupape d'admission, se présente approximativement sous la forme d'un palier et correspond aux effets produits par le retard à la fermeture de la soupape d'admission, l'effet du clapet antiretour étant annulé par la fuite dans la tubulure de dérivation ouverte.

Ainsi, grâce à la réserve de gaz emmagasiné dans la tubulure de raccordement au collecteur d'admission à la fin de la phase d'admission, on effectue, par la détente de ce gaz comprimé au début de la phase de balayage du cycle suivant, le balayage du cylindre notamment aux charges faibles et/ou aux faibles vitesses et, grâce à la tubulure de dérivation, on garde les avantages du cycle de Miller, c'est-à-dire que l'on obtient une diminution de la température des gaz d'échappement en fin de compression, notamment aux charges élevées et/ou aux vitesses élevées.

Dans l'exemple représenté, on a situé le clapet antiretour 9 à proximité immédiate du raccordement de la tubulure 4 avec le collecteur d'admission. Bien évidemment, sa position peut être plus ou moins rapprochée de la soupape d'admission, ce qui permet de fixer par construction le volume de la réserve de gaz à toute valeur prédéterminée désirée. Mais, quelle que soit sa position, le phénomène du contre-balayage, notamment aux charges faibles et/ou aux faibles vitesses, est toujours éliminé.

En référence à la fig. 9, il est représenté schématiquement un second mode de réalisation comprenant un organe 109 monté dans le conduit d'admission, par exemple dans la tubulure de raccordement 4, organe qui assure à la fois les fonctions réalisées par le clapet antiretour et la soupape du premier mode de réalisation.

En référence plus particulièrement aux fig. 10 à 13, l'organe 109 est constitué d'une soupape 110 et d'un clapet antiretour 111. Cette soupape 110 est placée parallèlement à l'axe d'écoulement du mélange d'admission avec sa tête située du côté du cylindre et sa queue située du côté du collecteur d'admission. La soupape 110 coopère avec un siège 112 de façon telle que l'ouverture de la soupape s'effectue dans une direction inverse de celle correspondant à l'écoulement du mélange d'admission. Le clapet antiretour 111 est constitué, d'une part, par des orifices axiaux 113 qui traversent la tête 114 de la soupape et, d'autre part, par exemple, par une membrane 115 solidaire de la tête 114 de la soupape et susceptible d'obturer les orifices 113 prévus dans la tête de la soupape.

Le degré d'ouverture de la soupape 110 est assuré par une commande externe 16 qui est reliée, par exemple, à la queue de la soupape 110 qui, à cet effet, traverse de façon étanche la tubulure de raccordement 4 au niveau d'un coude de celle-ci par exemple. Cela est également valable pour la soupape du premier mode de réalisation.

Le fonctionnement du second mode de réalisation est fondé sur le même principe que celui qui a été décrit précédemment.

Lors du démarrage du moteur ou en fonctionnement à faible charge et/ou à faible vitesse, la soupape 110 est en position de fermeture, c'est-à-dire en appui sur son siège 112. Ûans ces conditions et pendant la phase d'admission, le clapet 111 est en position ouverte, c'est-à-dire qu'il autorise le passage du mélange en direction du cylindre par la tubulure de raccordement 4 et par les orifices axiaux 113 prévus dans la tête de la soupape, la membrane 114 étant décollée de ces orifices sous l'action de l'aspiration provoquée par la descente du piston (fig. 10). Le mélange qui est emprisonné dans le cylindre ne peut s'échapper que partiellement par pressurisation de la tubulure de raccordement 4 car, pendant la phase de compression, ce mélange exerce sur la membrane 115 une pression qui fait que la membrane s'applique contre la tête de la soupape et obture de ce fait les orifices 113, cette pression n'ayant par ailleurs aucun effet sur l'ouverture proprement dite de la soupape 110 maintenue par une action

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externe en position fermée. Autrement dit, le clapet 111 interdit le refoulement du mélange comprimé au-delà de la tubulure de raccordement 4 en direction du collecteur d'admission 3 (fig. 11).

Au contraire, aux charges et/ou aux vitesses élevées du moteur, la soupape 110 est maintenue, par la commande 116, en position plus ou moins ouverte, ce qui permet, d'une part, pendant la phase d'admission, le remplissage du cylindre (fig. 12) et, d'autre part, au début de la phase de compression, de laisser échapper une partie du mélange comprimé (fig. 13). Lorsque la soupape 110 est en position d'ouverture, le clapet antiretour 111 ne joue pratiquement aucun rôle.

Le point de fonctionnement le plus usuel du moteur correspondant en fait à une position de la soupape 110 voisine de sa pleine ouverture, il est important de noter que le clapet antiretour ne fonctionne par conséquent que très rarement, ce qui augmente d'autant sa durée de vie.

Le dispositif, dans les deux modes de réalisation, permet donc de mettre également en œuvre très simplement le procédé précédemment décrit et qui consiste :

— à constituer une réserve de gaz comprimé entre la soupape d'admission 5 et l'organe 109, de préférence aux faibles vitesses et/ou aux faibles charges du moteur, réserve de gaz qui est utilisée ensuite pour balayer le cylindre au début de la phase de balayage du cycle suivant, la soupape 110 étant pratiquement fermée, et

— à diminuer le taux de compression effectif, notamment aux charges et/ou aux vitesses élevées, la soupape 110 étant en position plus ou moins ouverte.

Un tel dispositif permet d'obtenir des avantages importants si l'on considère le taux de compression effectif et la cylindrée utile d'un moteur équipé d'un tel dispositif.

En référence plus particulièrement à la fig. 14, il est représenté graphiquement des diagrammes de compression pour différents moteurs, à savoir:

— le diagramme A (en traits continus fins) pour un moteur classique,

— le diagramme B (en traits pointillés fins) pour un moteur à bas taux de compression, par exemple inférieur à 10 pour un gros Diesel, et

— les diagrammes Cl à C4 pour un moteur équipé d'un dispositif conforme à l'invention: le diagramme Cl (en traits pointillés forts) correspondant à la courbe de pression/volume dans le cylindre lors du démarrage avec la soupape 110 en position fermée; le diagramme C2 (en traits continus forts) représentant une courbe idéalisée de pression/volume au démarrage dans le cylindre et le conduit culasse avec fermeture instantanée de la soupape d'admission à environ 100° de l'arbre-manivelle après le point mort bas; le diagramme C3 représentant la courbe de pression/volume avec la soupape 110 en position d'ouverture totale, et le diagramme C4 représentant la courbe de pression/volume pour une ouverture intermédiaire de la soupape 110.

L'examen de ces courbes, et notamment des courbes Cl et C2, montre qu'au début de la phase de compression, la courbe C2 est décalée de la courbe Cl d'une valeur correspondant sensiblement au volume du conduit de la culasse, la soupape d'admission 5 étant ouverte. Il est surtout important de noter, par comparaison des courbes A et Cl et notamment en fin de compression (au voisinage du point mort haut), qu'avec un moteur équipé du dispositif conforme à l'invention, on a une perte de compression (A P) faible par rapport à un moteur classique, la soupape 110 étant en position sensiblement fermée. Autrement dit, l'augmentation du volume nuisible par l'intermédiaire de l'organe 109 n'est pas néfaste pour le moteur.

Un tel dispositif permet d'avoir pour le moteur un taux de compression effectif variable, qui est maximal au démarrage et minimal à la puissance nominale. En effet, au démarrage, aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses de moteur, la soupape 110 étant pratiquement fermée, on commence la phase de compression plus tôt, c'est-à-dire que l'on augmente le taux de compression par rapport au cas où la soupape 110 est en position ouverte.

Un moteur équipé d'un tel dispositif allie donc les avantages d'un moteur à bas taux de compression aux fortes charges et/ou fortes vitesses, et les avantages d'un moteur classique au démarrage, aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses.

Cette variation du taux de compression effectif équivaut à avoir une cylindrée variable qui varie dans le même sens que le taux de compression. En effet, le clapet étant fermé, la course utile du piston est augmentée.

Un tel dispositif présente également certains avantages. Il permet notamment d'écrêter les pressions maximales de combustion lorsque la soupape est ouverte, ce qui permet d'obtenir des puissances élevées, étant donné qu'il est possible d'utiliser des pressions de suralimentation plus élevées pour compenser la diminution de la cylindrée effective. Aux charges et/ou aux vitesses partielles, on obtient un bon rendement avec des taux de compression usuels, la soupape 110 étant fermée ou faiblement ouverte.

Un tel dispositif présente également un autre avantage qui va être mis en évidence, pour un moteur suralimenté, en référence à la fig. 15. Sur cette figure, sont représentées graphiquement les variations du rapport de compression total du ou des étages de compression en fonction du débit moteur pour le cas d'un moteur classique (courbe Dl) et pour le cas d'un moteur équipé d'un dispositif conforme à l'invention (courbe D2). Sur ce graphique, sont également représentées une courbe D3 qui indique la limite de pompage du compresseur de l'étage de suralimentation,

courbe D3 qui partage en deux zones à savoir une zone I où le fonctionnement est impossible et une zone II où le fonctionnement est possible, et des courbes D4, D5 et D6 qui correspondent respectivement à des points de fonctionnement à différentes puissances égales pour les deux courbes Dl et D2, à savoir 25%, 50%, 75%, 100% pour la loi d'hélice.

Ce graphique permet de voir un avantage que l'on tire de la cylindrée variable, c'est-à-dire qu'en diminuant la charge et la vitesse du moteur, en particulier selon la loi d'hélice, on peut obtenir, à des vitesses du moteur plus réduites du fait que l'on accroît la cylindrée en fermant la soupape 110, plus de débit absorbé par le moteur, c'est-à-dire que l'on s'éloigne de la limite de pompage délimitée par la courbe D3, ce qui est très favorable. Autrement dit, on obtient des pressions d'air de suralimentation avant l'entrée moteur plus élevées aux vitesses partielles, car le débit de gaz offert à la turbine chute relativement peu avec la vitesse moteur en raison de l'augmentation de la cylindrée.

En référence à la fig. 16, il est représenté les variations de la courbe de pression moyenne effective maximale (Pme) pour un gros moteur fortement suralimenté dans le cas d'un moteur classique (courbe D7) et dans le cas d'un gros moteur équipé du dispositif conforme à l'invention (courbe D8); la courbe D 9 représentant le fonctionnement d'un gros moteur répondant à la loi d'hélice. Il ressort clairement de la comparaison de ces courbes qu'aux vitesses partielles, on peut réaliser des couples plus élevés avec le dispositif conforme à l'invention. Il est à noter que les variations sont de même sens pour des moteurs plus petits.

Il est à noter également que le système constitué par la soupape 110 et le clapet antiretour 111 peut être remplacé par tout système équivalent assurant les mêmes fonctions que celles décrites précédemment. En outre, le degré d'ouverture de la soupape 110 qui se fait par la commande 116, fonction par exemple de la vitesse et/ou de la charge du moteur, a au moins deux valeurs respectivement minimale et maximale ou varie de façon discrète ou continue entre ces deux valeurs limites.

Ainsi, avec l'ensemble de ces caractéristiques, il est tout à fait possible de concevoir un moteur turbocompresseur où le moteur est mieux adapté aux caractéristiques naturelles de la turbosouf-flante.

Un autre avantage du procédé décrit réside dans l'améliora-

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tion de l'aptitude aux accélérations et/ou aux prises de charge rapides dans le cas des moteurs fortement suralimentés grâce à la possibilité de pouvoir balayer le cylindre, la soupape étant fermée, même lorsque la pression d'air de suralimentation est inférieure à la pression de gaz à la sortie cylindre, ce qui est fréquent au début

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de la phase transitoire d'accélération et/ou de prise de charge rapide.

Les avantages indiqués relatifs au balayage, procurés par l'utilisation du clapet, existent également dans le cas d'un moteur 5 non suralimenté.

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5 feuilles dessins

Claims

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1. Procédé pour assurer un balayage des cylindres d'un moteur à combustion interne, et un réglage du taux de compression effectif, caractérisé en ce qu'il consiste à constituer, pour chaque cylindre et pour chaque cycle de fonctionnement du moteur, une réserve d'air comprimé, pendant la phase d'admission, avec l'air d'admission et à le comprimer en retardant la fermeture de la soupape d'admission, et à créer une fuite de dérivation variable à partir de la réserve de gaz comprimé en direction du collecteur d'admission, en fonction de la vitesse et/ou de la charge du moteur.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à créer une fuite de dérivation minimale et à balayer chaque cylindre par la détente de cet air comprimé au début de la phase de balayage du cycle suivant, aux faibles charges et/ou aux faibles vitesses du moteur.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à créer une fuite de dérivation maximale aux charges élevées et/ou aux vitesses élevées, pour obtenir une diminution du taux de compression effectif entraînant un abaissement des températures.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à constituer la réserve de gaz comprimé dans le conduit de raccordement de chaque cylindre au collecteur d'admission.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à créer la réserve d'air comprimé en retardant la fermeture de la soupape d'admission du cylindre associé de plus de 50° d'angle de rotation de l'arbre-manivelle.

6. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet antiretour (9) logé dans le conduit de raccordement (4) de chaque cylindre au collecteur d'admission (3), et une tubulure de dérivation (10) montée entre le collecteur d'admission (3) et le conduit de raccordement (4) de chaque cylindre et débouchant dans celui-ci en un point situé en aval du clapet antiretour (9), la tubulure de dérivation (10) comprenant une soupape (11) dont le degré d'ouverture est réglable.

7. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet antiretour (111) logé dans le conduit de raccordement (4) de chaque cylindre au collecteur d'admission (3), et une soupape (110) dont le degré d'ouverture est réglable et qui comprend des orifices axiaux (113) prévus dans la tête de soupape (114) et une membrane (115) solidaire de la tête de soupape (114) et susceptible d'obturer les orifices (113).

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par une commande externe (116) réglant le degré d'ouverture de la soupape (11) en fonction de la vitesse et/ou de la charge du moteur, et à au moins deux valeurs respectivement minimale et maximale et variant de façon discrète ou continue entre ces deux valeurs limites.

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par une commande externe (116) réglant le degré d'ouverture de la soupape (110) en fonction de la vitesse et/ou de la charge du moteur, et à au moins deux valeurs respectivement minimale et maximale et variant de façon discrète ou continue entre ces deux valeurs limites.