EP0406079A2 - Moteurs à deux temps à injection pneumatique et à restriction de debit dans au moins un conduit de transfert - Google Patents

Moteurs à deux temps à injection pneumatique et à restriction de debit dans au moins un conduit de transfert Download PDF

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EP0406079A2
EP0406079A2 EP90401786A EP90401786A EP0406079A2 EP 0406079 A2 EP0406079 A2 EP 0406079A2 EP 90401786 A EP90401786 A EP 90401786A EP 90401786 A EP90401786 A EP 90401786A EP 0406079 A2 EP0406079 A2 EP 0406079A2
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EP
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cylinder
transfer
cylinders
engine
duct
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Pierre Duret
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • F02M69/08—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by the fuel being carried by compressed air into main stream of combustion-air
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    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0291—Throttle control device for throttle being disposed in a two-stroke engine transfer passage

Definitions

  • the invention relates to a two-stroke engine with pneumatic fuel injection and flow restriction in at least one transfer duct.
  • Two-stroke engines with one or more cylinders generally comprise, associated with each of the cylinders, a casing called a pump casing communicating with one of the ends of the cylinder and ensuring the introduction of fresh gas into the cylinder, via '' at least one conduit and one transfer opening.
  • the piston which moves alternately in the cylinder also ensures the suction and compression of the fresh gases in the pump housing.
  • An intake valve disposed on the pump housing allows the introduction of fresh gases into the housing, when the piston moves in the direction opposite to the housing, these fresh gases being then compressed and ensuring the closure of the valve, when the piston moves towards the housing.
  • the pressure difference between the air used for injection and the gases filling the cylinder at the time of injection may generally be too low to ensure good spraying of fuel and very high efficiency of injection.
  • This defect remains significant in the case where a capacity connected to the injector and a conduit separated by a valve of the pump casing are used. Indeed, the pressure in the capacity which is at most equal to the maximum pressure in the pump casing is sometimes insufficiently higher than the pressure in the cylinder at the time of injection when the cylinder pressure undergoes an increase due to effects of waves in the exhaust pipe.
  • the object of the invention is therefore to propose a two-stroke engine comprising at least one cylinder in which a piston moves, a casing communicating with one of the ends of the cylinder and comprising a means for admitting air into the casing, at least one non-carburetted air intake duct into the cylinder joining the casing to a cylinder transfer opening, a pneumatic fuel injection device in the cylinder constituted by a pneumatic injector, a supply means and metering of this pneumatic fuel injector and a supply line of the injector with pressurized air for spraying the fuel, connected to the casing by means of a valve and constituting a connected pressurized air capacity to the pneumatic injector, as well as an exhaust duct situated in a position offset in the direction of the stroke of the piston relative to the transfer opening of the cylinder, this two-speed engine s with increased efficiency and improved operation, thanks to improved spraying and injection of fuel into the cylinder.
  • the engine according to the invention further comprises, inside the transfer duct or conduits in the vicinity of the cylinder, one or more organs for restricting the passage of fresh gases admitted into the cylinder controlled and adjusted for its opening. and its closure, as a function of at least one operating parameter of the engine.
  • a member for restricting the passage of the transfer conduit controlled and adjusted for its opening and its use is used. closing as a function of at least one operating parameter of the engine, in order to increase the pressure of the air compressed by the piston in the crankcase, when the pneumatic injection of fuel is carried out in the internal combustion chamber.
  • the flushing gas consisting of compressed air from the pump housing is introduced into the combustion chamber of the cylinder through the transfer openings and scans the combustion chamber containing the burnt gases, in a unidirectional direction transverse.
  • the purging gases can also be deflected by the upper part of the piston constituted in the form of a deflecting piston, to carry out the purging of the upper part of the combustion chamber before emerging through the exhaust openings.
  • One of the advantages of engines of the transverse scanning type is their low cost as regards the machining of the cylinder block, the transfer lights and the exhaust lights being able to be machined from the outside of the cylinder block.
  • Another advantage of this type of engine in the case of engines with several cylinders, is to allow a reduction in the length of the cylinder block, the different cylinders arranged in line being able to be juxtaposed with a very small spacing, insofar as the transfer conduits are not arranged between the successive cylinders.
  • the spacing between the cylinders can therefore be maintained at a value close to the bore of the cylinders.
  • the object of one of the variants of the invention is therefore to propose a two-stroke engine comprising at least two cylinders of the transverse scanning type arranged in line, this engine comprising members for restricting the passage of the transfer conduits arranged so to facilitate the construction of the engine and to simplify and improve its operation
  • the ends of the transfer conduits connected to the chambers of the corresponding cylinders are substantially aligned in a direction parallel to the axis of the line of cylinders and the members restricting the passage of the transfer conduits are aligned along the same axis d actuation arranged in the direction parallel to the axis of the line of cylinders.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show the variations in the pressure in the cylinder (curve P1), in the capacity of the pneumatic injection device (curve P2) and in the transfer duct (curve P3), as a function of the angle of rotation of the crankshaft, in the case of an engine according to the prior art with pneumatic injection and in the case of an engine according to the invention, respectively
  • FIG 3 there is shown schematically an engine according to the invention with pneumatic injection and flow restriction in the transfer duct (s).
  • the engine comprises a cylinder 1 closed at its upper part by a cylinder head 2 and communicating at its lower part with a pump casing 3, the chamber of the cylinder 1 and the internal capacity of the pump casing 3 being arranged on either side of the piston. 4 alternately moving inside the cylinder 1.
  • the piston 4 is connected by a connecting rod 5 to the crankshaft 6.
  • the wall of the cylinder 1 is pierced by exhaust openings or openings 7 communicating with an exhaust duct 8.
  • the pump casing 3 is pierced with an orifice 11 fitted with a valve 11a and communicating with an air intake pipe 12 in which is placed a butterfly 13 capable of more or less closing the passage section of the pipe 12.
  • a pneumatic injector 15 fixed on the cylinder head 2 opens into the upper part of the cylinder 1.
  • the pneumatic injector 15 which may be of the type described and shown in FIG. 7 of French patent 2,496,757 is supplied with liquid fuel via a line 16 and in compressed air by a duct 17 on which is placed a compressed air storage capacity 18.
  • the compressed air capacity 18 is itself connected by a duct 17 ′ extending the duct 17 to the pump housing 3.
  • the orifice placing the casing 3 and the duct 17 ′ in communication carries a valve 20 which is distant from its seat to ensure communication between the casing 3 and the duct 17 ′, when the pressure is greater than a certain limit in the casing 3.
  • the valve 20 When the valve 20 is lifted from its seat, the compressed air from the casing 3 can fill the capacity 18 which it recharges.
  • the pneumatic injector 15 may comprise a rod controlled by a cam ensuring the start of the injection at a determined time in the engine operating cycle.
  • the pressurized air the capacity 18 then ensures the spraying of the fuel brought to the pneumatic injector via the line 16 which may include a fuel metering means and the introduction of the sprayed fuel suspended in air under pressure, inside the cylinder 1.
  • a spark plug 21 is fixed on the cylinder head 2.
  • a flow restriction member 22 constituted for example by a butterfly is disposed inside the transfer duct near the cylinder 1.
  • the member 22 can be connected to the butterfly 13 of the air intake pipe 12 in the pump casing 3 by a link and articulated control assembly 24 ensuring the opening and closing of the member 22 depending on the opening and closing of the butterfly valve 13.
  • the flow restriction member 22 and its connecting means 24 to the throttle 13 ensuring a proportional action to these two flow restriction members constitutes the essential characteristic element of the device making it possible to substantially improve the performance of the pneumatic injection, as will be explained later with reference to FIGS. 1 and 2.
  • a two-stroke pneumatic injection engine as shown in Figure 3 operates as will be explained below.
  • the air pressure in the pump housing 3 increases to the maximum, the valve 11a being closed.
  • the valve 20 opens and the capacity 18 is recharged with air at a pressure close to the maximum pressure in the pump housing 3.
  • the valve 20 closes again and the piston 4 reaches its bottom dead center then begins to move up again.
  • the fuel injection is carried out at the top of the cylinder by the injector 15, under the effect of the compressed air from the chamber 18.
  • the piston 4 masks the openings 9 and 7 and ensures compression of the fuel mixture.
  • the valve 11a opens and air is admitted into the pump housing 3.
  • Figures 1 and 2 show the variation of pressures in the cylinder, in the capacity of the pneumatic injection device and in the transfer duct as a function of the angle of the crankshaft for a complete cycle, in the case of a two-stroke engine with pneumatic injection according to the prior art and in the case of a two-stroke engine according to the invention, respectively.
  • FIGS. 1 and 2 the position of the bottom dead center and the top dead center (PMB and TDC respectively) has been plotted on the abscissa.
  • the pressure P2 in the capacity is established at the start of the scanning at a maximum value corresponding substantially to the maximum value of the pressure in the pump casing 3 which also corresponds to the maximum pressure given by the curve P3.
  • the injection (I) is triggered at the end of the sweep, this period being favorable because of the relatively low pressure in the cylinder and the lower risk of entrainment of the fuel by the exhaust with the burnt gases.
  • the injection is ensured by the pressurized air P2 filling the capacity 18.
  • the quality of the fuel atomization and of the injection, at the time of the opening of the injector rod 15 depends on the pressure difference between capacity 18 and the cylinder.
  • this variable pressure difference during the injection corresponds to the vertical distance between the curves P2 and P1.
  • the extent of the hatched area between these curves during injection I gives an image of the energy usable for injection.
  • FIG 2 there is shown the operating diagram of a two-stroke engine according to the invention comprising a restriction member 22 in the transfer conduits.
  • the pressure P3 in the transfer duct upstream of the restriction member 22 undergoes a greater increase during the compression of the crankcase because of the difficulty that the crankcase has in emptying into the cylinder.
  • the air contained in the casing which undergoes compression during the downward movement of the piston 1 therefore reaches a maximum pressure, during the initial scanning phase, higher than in the case where there is no flow restriction in the duct. transfer.
  • the capacity 18 is charged with compressed air at a pressure close to the maximum pressure of the curve P2 Fig. 2 and is at a higher level than in the case of an engine according to the prior art.
  • the pressure in the cylinder has a minimum value during injection of the order of 1.05 bar.
  • the loading pressure P2 of the capacity at the start of injection is 1.18 bar in the case of the engine according to the prior art (FIG. 1) and 1.25 bar in the case of the engine according to the invention.
  • the fuel is therefore sprayed more finely and introduced under better conditions inside the cylinder.
  • the adjustment of the opening or closing position of the restriction member 22 as a function of the corresponding position of the intake throttle 13 must make it possible to obtain a maximum pressure difference P during the entire injection phase, leading to an injection energy represented by the shaded area in FIG. 2, as large as possible.
  • the position of the throttle valve 13 varies with the load of the engine so that the connection assembly 24 makes it possible to adjust the position of the restriction member 22 also according to the load of the engine.
  • the transfer flow restriction member may be constituted by any butterfly, flap or plug arranged inside the exhaust duct or in the vicinity of the exhaust ports passing through the wall of the cylinder.
  • shutter members may be mechanically connected by any means such as rods hinged to the butterflies or bushels for admitting air into the casing, the position of which depends on the load of the engine.
  • motorized shutter members the opening and closing control of which is ensured by electronic means taking into account, as input data, parameters reflecting the engine speed and load.
  • These parameters can be of various kinds and the corresponding data obtained by means of sensors can relate for example to the degree of opening of the throttle valve or bushel of the intake pipe or even to the value of the vacuum at the intake.
  • the engine according to the invention may include any type of transfer flow restriction member controlled upon opening and closing by any means of mechanical, electronic or other type.
  • the engine according to the invention may include any number of cylinders placed according to any arrangement.
  • the pneumatic injector 15 may include a mechanically, electronically, electromechanically controlled valve, an automatic valve, a rotating plug or any other equivalent means.
  • FIGS. 4 and 5 show a cylinder 30 of a two-stroke engine with transverse scanning of the conventional type.
  • the cylinder 30 comprises a cylinder block 31 closed at its upper part by a cylinder head 32 and machined to constitute a bore in which a piston 33 moves.
  • the combustion chamber 34 of the cylinder is delimited by the upper surface of the piston 33 and by the internal surface of the cylinder head 32.
  • the cylinder 30 comprises, in the extension of its bore in which the piston 33 moves, a pump housing 35 which is crossed by the crankshaft 36 of the engine secured to a flywheel 38.
  • the piston 33 is connected to the crankshaft 36 by means of a connecting rod 37.
  • Transfer wall 39 passes through the wall of the cylinder through a transfer duct 40 to the pump housing 35.
  • Exhaust openings 41 also pass through the wall of the cylinder 30, in positions slightly offset from the transfer openings, in the axial direction of the cylinder 30.
  • the piston 33 is caused to mask or to uncover the openings 39 and 41.
  • the wall of the cylinder 30 is also crossed by an opening 42 at the level of which is fixed an air intake duct in the pump housing 35, provided with a valve not shown.
  • the transfer openings 39 are all arranged on the same side of an axial plane of symmetry of the cylinder and the exhaust openings 41 are placed opposite, on the other side of the axial plane of symmetry of the cylinder 30;
  • the piston 33 has, at its upper part, an extension of profiled shape 45 machined along curved and inclined surfaces, so as to constitute a deflector of the air flow admitted into the chamber 34 through the transfer openings 39.
  • the sweeping air from the chamber 34 is directed upwards (arrow 46), so as to sweep the upper part of the combustion chamber 34.
  • the burnt gases contained in the combustion chamber are evacuated through the exhaust openings 41 arranged opposite the transfer openings 39 (arrows 47).
  • atomized fuel is introduced into a stream of compressed air by an injector arranged at the top of the cylinder.
  • the compressed air used generally comes from the pump housing 35 or from a capacity supplied with compressed air from the pump housing.
  • the spraying of the fuel and the injection of the fuel mixture into the combustion chamber are carried out under conditions which are all the more satisfactory the higher the pressure of the compressed air available in the pump housing at the time of the pneumatic injection. .
  • a member for restricting the passage of compressed air in the transfer duct 40 is used to reduce the passage of air prior to pneumatic injection and thus increase the pressure of the air available for pneumatic injection into the pump housing.
  • the successive cylinders 50a, 50b, 50c can be arranged in line and juxtaposed with a reduced center distance, insofar as the transfer conduits of the successive cylinders which are all placed in one same side of a vertical plane passing through the axis 51 of the line of cylinders lie entirely outside the zones situated between the successive cylinders 50a, 50b and 50c.
  • a multi-cylinder engine is thus obtained with a perfectly compact structure.
  • Such an arrangement of the successive cylinders of multi-cylinder engines makes it possible to obtain a center-to-center ratio between the cylinders / cylinder bore less than 1.15.
  • the ends of the transfer conduits 52a, 52b and 52c communicating with the combustion chambers 54a, 54b, 54c of the cylinders, via the corresponding transfer openings 55, can be aligned in a direction. 56 parallel to the axis of the line of cylinders 51 and placed in a lateral position with respect to the line of cylinders.
  • Restrictors 57a, 57b, 57c of the passage of the transfer conduits can be arranged in each of the end portions 52a, 52b, 52c of these transfer conduits and aligned in the direction 56 parallel to the axis of the line of cylinders 51.
  • each of the restriction members 57a, 57b, 57c consists of a shaft end aligned in the direction 56, mounted to rotate around its geometric axis in the cylinder block and carrying a throttle valve 58 for restricting the passage of compressed air, at the end 52a, 52b or 52c of the corresponding transfer duct.
  • the ends of the shaft 57a, 57b, 57c each carrying a butterfly valve 58 for restricting the passage of compressed air are integral with a single actuation shaft or constituted by successive parts of this single shaft arranged according to the direction 56.
  • the single actuation shaft can be placed in an angular position determined as a function of an engine operating parameter; for example, the actuation shaft carrying out the adjustment of all the butterflies 58 can be connected to a member for adjusting the air intake in the pump casings of the cylinders.
  • FIG. 8 shows a variant embodiment of a cylinder 50 ′ of a two-stroke engine with transverse scanning comprising means for restricting the passage of compressed air in the cylinder chamber, by its transfer openings 55 ′.
  • the transfer duct 52 ′ In its end part communicating with the transfer openings 55 ′, the transfer duct 52 ′ is separated into several parts by partitions 59, each of the parts of the duct 52 ′ being placed opposite an opening transfer 55 ′.
  • the restriction means 57 ′ of the passage of compressed air in the end part of the duct 52 ′ consists of a shaft end rotatably mounted in the cylinder block and in the partitions 59 and carrying a butterfly 58 ′ on each of its successive sections situated in a part of the end of the duct 52 ′, opposite a transfer opening 55 ′.
  • FIG. 9 there is shown a second embodiment of a multi-cylinder engine with transverse scanning according to the invention, comprising means for restricting the passage of compressed air in the end parts of the transfer conduits of each of its cylinders.
  • the engine comprises successive cylinders 60a, 60b, 60c aligned along a line of cylinders with axis 61, so that the end portions 62 of the transfer conduits of each of the cylinders are aligned in a direction 66 parallel to the axis 61 of the line of cylinders and placed in a lateral arrangement with respect to this line of cylinders.
  • the means for restricting the passage of compressed air in the direction of the transfer openings 65 of each of the cylinders are constituted by cylindrical plugs 67a, 67b, 67c mounted to rotate around the axis 66 each inside a end part of the transfer duct 62 of the corresponding cylinder.
  • the plugs 67a, 67b and 67c consist of the three successive parts of a cylindrical rod 69 in each of which is provided an opening or lumen 70 over a length corresponding substantially to the length of the end part 62 of the transfer duct.
  • FIGS. 12A and 12B two alternative embodiments of the opening 70 through the rod 69 have been shown.
  • the opening 70 is a passage opening of diametral direction passing through the cylindrical rod 69 at its central part.
  • the opening 70 ′ is a lumen obtained by milling a lateral part of the rod 694.
  • the cylindrical rod 69 is rotatably mounted in the cylinder block of the engine and arranged, in the direction 66, so as to pass, along their entire length, the ends of the transfer conduits 62 of each of the cylinders 60a, 60b and 60c.
  • the successive parts 67a, 67b, 67c of the rod 69 constituting the rotary plugs crossed by the openings 70 are each arranged in the end part of a transfer duct 62.
  • the plug 67a can ensure complete opening of the transfer duct 62 or, on the contrary, a more or less complete closure of this duct, resulting in a restriction or elimination of the compressed air flow towards transfer openings 65.
  • Restricting the passage of compressed air in the direction of the transfer openings 65 makes it possible to improve the pneumatic injection of fuel into the combustion chamber 64a.
  • FIG 11 there is shown an alternative embodiment of a cylinder 60 ′ of an engine according to the invention with transverse scanning and flow restriction by means constituted by a rotary plug.
  • the end 62 ′ of the transfer duct is separated into several successive parts separated by partitions 73, each of the parts of the duct 62 ′ communicating with a transfer opening 65 ′ of the cylinder 60 ′.
  • the rotary plug 67 ′ for reducing the passage of the end of the transfer duct 62 ′ of the cylinder 60 ′ is constituted by a section of rod 69 ′ rotatably mounted in the cylinder block 60 ′ and in the partitions 73 , comprising an opening 71, at each of the parts of the end of the transfer duct 62 ′ situated opposite a transfer opening 65 ′.
  • the multi-cylinder two-stroke engine according to the invention makes it possible to improve the pneumatic injection into each of the cylinders, by restricting the passage of compressed air at the end of the transfer duct communicating with the transfer openings opening into the combustion chamber.
  • These flow restriction means can be assembled or added or machined on a single actuation shaft rotatably mounted in the cylinder block of the engine.
  • the adjustment of the means for restricting the air passage of the transfer conduits can be carried out in a simple manner, insofar as this adjustment can be ensured by the timing of a single actuation shaft.
  • the multi-cylinder engine according to the invention has a compact structure, the different cylinders being juxtaposed to form a line of cylinders, with a center distance of a length little greater than the bore of the cylinders.
  • the drive shaft is moved in translation by means which can be mechanical, hydraulic or pneumatic.
  • the invention applies to any two-stroke multi-cylinder engine with transverse scanning and pneumatic injection.

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Abstract

Le moteur comporte un cylindre (1), un carter (3) communiquant avec l'une des extrémités du cylindre (1), au moins un conduit de transfert (10) joignant le carter (3) au cylindre (1), un injecteur de carburant (15) alimenté en air sous pression par une capacité (18) reliée au carter (3) et un conduit d'échappement (8). Un moyen (22) de restriction du passage des gaz est disposé dans le conduit de transfert. Ce moyen est commandé et réglé pour son ouverture et sa fermeture en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur. Cette disposition permet d'améliorer la qualité de l'injection de carburant.

Description

  • L'invention concerne un moteur à deux temps à injection pneumatique de carburant et à restriction de débit dans au moins un conduit de transfert.
  • Les moteurs à deux temps à un ou plusieurs cylindres comportent généralement, associé à chacun des cylindres, un carter appelé carter pompe communiquant avec l'une des extrémités du cylindre et assurant l'introduction de gaz frais dans le cylindre, par l'intermédiaire d'au moins un conduit et une ouverture de transfert. Le piston qui se déplace de manière alternative dans le cylindre assure également l'aspiration et la compression des gaz frais dans le carter pompe. Un clapet d'admission disposé sur le carter pompe permet l'introduction des gaz frais dans le carter, lorsque le piston se déplace dans le direction opposée au carter, ces gaz frais étant ensuite comprimés et assurant la fermeture du clapet, lorsque le piston se déplace en direction du carter. Lorsque les ouvertures correspondantes du cylindre sont dégagées par le piston, des gaz frais sont introduits dans le cylindre par les conduits et ouvertures de transfert et produisent un balayage de gaz frais destiné à remplacer les gaz brûlés qui sont évacués par des ouvertures d'échappement généralement disposées de façon légèrement décalée par rapport aux ouvertures de transfert. Le piston se déplace en s'éloignant du carter, de manière à comprimer les gaz contenus dans le cylindre. L'allumage et la combustion du mélange produisent alors le déplacement moteur du piston vers le carter.
  • On a proposé, dans le brevet Français 2.496.757 de l'Institut Français du Pétrole, d'assurer une injection pneumatique de carburant dans le cylindre en utilisant la pression des gaz frais à l'intérieur du carter pompe. Pour cela, un moyen de dosage de carburant liquide est relié directement au conduit venant du carter pompe. L'air comprimé dans le carter pompe envoyé au doseur par l'intermédiaire du conduit assure la pulvérisation et l'injection du carburant à l'intérieur du cylindre.
  • Certains perfectionnements ont été apportés à ce dispositif; on a proposé par exemple de placer une capacité sur le conduit reliant le carter pompe à l'injecteur et un clapet à l'extrémité du conduit relié au carter pompe. On constitue ainsi une réserve d'air comprimé à une pression proche de la pression maximale dans le carter pompe au cours du cycle, cette réserve d'air comprimé servant ensuite à pulvériser le carburant et à l'introduire dans le cylindre sous forme d'air carburé, lors du déclenchement de l'injecteur.
  • Un des inconvénients des moteurs deux temps est la perte de rendement due au fait que les gaz frais carburés ne sont pas suffisamment séparés des gaz brûlés à l'intérieur du cylindre et sont en conséquence responsables de la création de conditions défavorables à l'initiation de la combustion.
  • Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé de placer un organe de restriction de débit sur les conduits de transfert du moteur, au voisinage du cylindre, pour ralentir la vidange des gaz brûlés. On obtient ainsi une stratification des gaz frais et des gaz brûlés, les gaz frais étant repoussés dans la zone du cylindre où ont lieu l'injection et l'allumage. On n'a cependant jamais utilisé une telle technique de restriction du débit d'air venant du carter, dans le cas d'un moteur deux temps comportant un dispositif d'injection pneumatique utilisant l'air comprimé du carter pompe.
  • D'autre part, dans le cas d'une injection pneumatique utilisant l'air comprimé du carter pompe, la différence de pression entre l'air servant à l'injection et les gaz remplissant le cylindre au moment de l'injection peut être généralement trop faible pour assurer une bonne pulvérisation du carburant et une très grande efficacité de l'injection. Ce défaut reste sensible dans le cas où l'on utilise une capacité reliée à l'injecteur et un conduit séparé par un clapet du carter pompe. En effet, la pression dans la capacité qui est au plus égale à la pression maximale dans le carter pompe est parfois insuffisamment supérieure à la pression dans le cylindre au moment de l'injection lorsque la pression cylindre subi un accroissement dû à des effets d'ondes dans le conduit d'échappement.
  • Le but de l'invention est donc de proposer un moteur à deux temps comportant au moins un cylindre dans lequel se déplace un piston, un carter communiquant avec l'une des extrémités du cylindre et comportant un moyen d'admission d'air dans le carter, au moins un conduit d'admission d'air non carburé dans le cylindre joignant le carter à une ouverture de transfert du cylindre, un dispositif d'injection pneumatique de carburant dans le cylindre constitué par un injecteur pneumatique , un moyen d'alimentation et de dosage de cet injecteur pneumatique en carburant et un conduit d'alimentation de l'injecteur en air sous pression pour la pulvérisation du carburant, relié au carter par l'intermédiaire d'un clapet et constituant une capacité d'air sous pression reliée à l'injecteur pneumatique, ainsi qu'un conduit d'échappement située dans une position décalée suivant la direction de la course du piston par rapport à l'ouverture de transfert du cylindre, ce moteur à deux temps ayant un rendement accru et un fonctionnement amélioré, grâce à une pulvérisation et une injection améliorées du carburant dans le cylindre.
  • Dans ce but, le moteur suivant l'invention comporte de plus, à l'intérieur du ou des conduits de transfert au voisinage du cylindre, un ou des organes de restriction du passage des gaz frais admis dans le cylindre commandé et réglé pour son ouverture et sa fermeture, en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur.
  • Ainsi, on utilise un organe de restriction du passage du conduit de transfert commandé et réglé pour son ouverture et sa fermeture en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur, pour augmenter la pression de l'air comprimé par le piston dans le carter-pompe, au moment où on réalise l'injection pneumatique de carburant dans la chambre de combustion interne.
  • On connait des moteurs à deux temps du type à balayage transversal (en anglais cross-scavenging) dans lesquels l'ensemble des ouvertures de transfert par lesquelles de l'air frais est admis dans la chambre de combustion du cylindre, est regroupé sur un côté du cylindre, l'ensemble des ouvertures d'échappement étant regroupé de l'autre côté du cylindre, ces ouvertures étant disposées de part et d'autre d'un plan de symétrie axial du cylindre, dans des positions sensiblement symétriques.
  • Le gaz de balayage constitué par de l'air comprimé provenant du carter-pompe est introduit dans la chambre de combustion du cylindre par les ouvertures de transfert et réalise un balayage de la chambre de combustion renfermant des gaz brûlés, de manière unidirectionnelle dans la direction transversale.
  • Les gaz de balayage peuvent être également déviés par la partie supérieure du piston constitué sous la forme d'un piston déflecteur, pour réaliser le balayage de la partie supérieure de la chambre de combustion avant de ressortir par les ouvertures d'échappement.
  • L'un des intérêts des moteurs du type à balayage transversal est leur faible coût en ce qui concerne l'usinage du bloc-­cylindres, les lumières de transfert et les lumières d'échappement pouvant être usinées par l'extérieur du bloc-cylindres.
  • Un autre intérêt de ce type de moteur, dans le cas de moteurs à plusieurs cylindres, est de permettre une réduction de la longueur du bloc-cylindres, les différents cylindres disposés en ligne pouvant être juxtaposés avec un très faible écartement, dans la mesure où les conduits de transfert ne sont pas disposés entre les cylindres successifs. L'entraxe entre les cylindres peut donc être maintenu à une valeur proche de l'alésage des cylindres.
  • Cependant, on n'a jamais proposé jusqu'ici, dans le cas de moteurs à deux temps à plusieurs cylindres du type à balayage transversal et à injection pneumatique, d'utiliser des organes de restriction du passage des conduits de transfert. De plus, il n'a pas été proposé de disposer des organes de restriction de manière à faciliter la construction du moteur et à améliorer ses conditions de fonctionnement.
  • Le but d'une des variantes de l'invention est donc de proposer un moteur à deux temps comportant au moins deux cylindres du type à balayage transversal disposés en ligne, ce moteur comportant des organes de restriction du passage des conduits de transfert disposés de manière à faciliter la construction du moteur et à simplifier et à améliorer son fonctionnement
  • Dans ce but, les extrémités des conduits de transfert reliées aux chambres des cylindres correspondants sont sensiblement alignées suivant une direction parallèle à l'axe de la ligne de cylindrs et les organes de restriction du passage des conduits de transfert sont alignés suivant un même axe d'actionnement disposé suivant la direction parallèle à l'axe de la ligne de cylindres.
  • Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un moteur à deux temps à restriction de débit à l'échappement suivant l'invention et son mode de fonctionnement comparativement au mode de fonctionnement d'un moteur à deux temps suivant l'art antérieur.
    • La figure 1 représente les diagrammmes de pression relevés pendant le fonctionnement d'un moteur à deux temps à injection pneumatique suivant l'art antérieur.
    • La figure 2 représente les diagrammes de pression relevés pendant le fonctionnement correspondant d'un moteur à injection pneumatique et à restriction de débit admis par le ou les conduits de transfert.
    • La figure 3 est une vue schématique en élévation et en coupe d'un moteur à deux temps suivant l'invention.
    • La figure 4 est une vue en coupe par un plan vertical de symétrie d'un cylindre d'un moteur à deux temps à balayage transversal.
    • La figure 5 est une vue en coupe transversale suivant 5-5 de la figure 4
    • La figure 6 est une vue en coupe transversale, suivant 6-6 de la figure 7, d'un moteur à plusieurs cylindres suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation.
    • La figure 7 est une vue en coupe suivant 7-7 de la figure 6.
    • La figure 8 est une vue en coupe transversale d'un cylindre d'un moteur suivant une variante du premier mode de réalisation représenté sur la figure 6.
    • La figure 9 est une vue en coupe transversale, suivant 9-9 de la figure 10, d'un moteur suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation.
    • La figure 10 est une vue en coupe suivant 10-10 de la figure 9.
    • La figure 11 est une vue en coupe transversale d'un cylindre d'un moteur suivant une variante du second mode de réalisation représenté sur la figure 9.
    • Les figures 12A et 12B sont des vues en perspective de deux variantes de réalisation d'un boisseau rotatif utilisé dans un moteur suivant l'invention et suivant le second mode de réalisation.
  • Sur la figure 1 et sur la figure 2, on a représenté les variations de la pression dans le cylindre (courbe P1), dans la capacité du dispositif d'injection pneumatique (courbe P2) et dans le conduit de transfert (courbe P3), en fonction de l'angle de rotation du vilebrequin, dans le cas d'un moteur selon l'art antérieur à injection pneumatique et dans le cas d'un moteur suivant l'invention, respectivement
  • Sur la figure 3, on a représenté de manière schématique un moteur suivant l'invention à injection pneumatique et à restriction de débit dans le ou les conduits de transfert.
  • Un moteur suivant l'art antérieur dont le diagramme de fonctionnement est représenté sur la figure 1 peut être décrit à partir des mêmes éléments, à l'exception de l'ensemble régulé de restriction de débit admis par les transferts.
  • Le moteur comporte un cylindre 1 fermé à sa partie supérieure par une culasse 2 et communiquant à sa partie inférieure avec un carter pompe 3, la chambre du cylindre 1 et la capacité intérieure du carter pompe 3 étant disposées de part et d'autre du piston 4 se déplaçant de manière alternative à l'intérieur du cylindre 1. Le piston 4 est relié par une bielle 5 au vilebrequin 6. La paroi du cylindre 1 est percée par des ouvertures ou lumières d'échappement 7 communiquant avec un conduit d'échappement 8.
  • Des lumières ou ouvertures de transfert 9 placées dans une position légèrement décalée vers le bas par rapport aux lumières 7 communiquent avec un conduit de transfert 10 relié au volume intérieur du carter pompe 3.
  • Le carter pompe 3 est percé d'un orifice 11 équipé d'un clapet 11a et communiquant avec une conduite 12 d'admission d'air dans laquelle est placé un papillon 13 susceptible de fermer plus ou moins la section de passage du conduit 12.
  • Un injecteur pneumatique 15 fixé sur la culasse 2 débouche dans la partie supérieure du cylindre 1. L'injecteur pneumatique 15 qui peut être du type décrit et représenté sur la figure 7 du brevet Français 2.496.757 est alimenté en carburant liquide par une conduite 16 et en air comprimé par un conduit 17 sur lequel est placé une capacité de stockage d'air comprimé 18. La capacité d'air comprimé 18 est elle-même reliée par un conduit 17′ prolongeant le conduit 17 au carter pompe 3. L'orifice mettant en communication le carter 3 et le conduit 17′ porte un clapet 20 qui est éloigné de son siège pour assurer la communication entre le carter 3 et le conduit 17′, lorsque la pression est supérieure à une certaine limite dans le carter 3. Lorsque le clapet 20 se soulève de son siège, l'air comprimé du carter 3 peut remplir la capacité 18 dont il assure le rechargement.
  • L'injecteur pneumatique 15 peut comporter une tige commandée par une came assurant le début de l'injection à un moment déterminé du cycle de fonctionnement du moteur. L'air sous pression de la capacité 18 assure alors la pulvérisation du carburant amené à l'injecteur pneumatique par la conduite 16 qui peut comporter un moyen de dosage de carburant et l'introduction du carburant pulvérisé en suspension dans l'air sous pression, à l'intérieur du cylindre 1.
  • Une bougie d'allumage 21 est fixée sur la culasse 2.
  • Un organe de restriction de débit 22 constitué par exemple par un papillon est disposé à l'intérieur du conduit de transfert à proximité du cylindre 1. L'organe 22 peut être relié au papillon 13 de la conduite 12 d'admission d'air dans le carter pompe 3 par un ensemble de liaison et de commande articulé 24 assurant une ouverture et une fermeture de l'organe 22 dépendant de l'ouverture et de la fermeture du papillon 13.
  • L'organe de restriction de débit 22 et ses moyens de liaison 24 au papillon 13 assurant une action proportionnelle à ces deux organes de restriction de débit constitue l'élément caractéristique essentiel du dispositif permettant d'améliorer sensiblement les performances de l'injection pneumatique, comme il sera expliqué plus loin en référence aux figures 1 et 2.
  • Un moteur deux temps à injection pneumatique tel que représenté sur la figure 3 fonctionne de la manière qui sera expliquée ci-dessous.
  • Si on suppose qu'à l'instant initial le piston 4 est à son point mort haut du mélange carburé étant comprimé dans la partie supérieure du cylindre 1, l'allumage de ce mélange par la bougie 21 produit une combustion qui repousse le piston 4 vers le bas. Au cours de son déplacement vers le bas, le cylindre 4 découvre les ouvertures d'échappement 7, puis de manière légèrement différée dans le temps, les ouvertures de transfert 9. Les gaz d'échappement sont chassés dans les conduits 8 et l'air comprimé par le piston dans le carter pompe 3 est envoyé dans le cylindre par les conduits de transfert 10.
  • La pression de l'air dans le carter pompe 3 augmente jusqu'au maximum, le clapet 11a étant fermé. Quand la pression de l'air dans le carter pompe 3 dépasse celle de la capacité, le clapet 20 s'ouvre et la capacité 18 est rechargée en air à une pression voisine de la pression maximale dans le carter pompe 3.
  • Le clapet 20 se referme et le piston 4 parvient à son point mort bas puis commence à se déplacer à nouveau vers le haut. L'injection de carburant est effectuée dans le haut du cylindre par l'injecteur 15, sous l'effet de l'air comprimé de la chambre 18. Dans son mouvement vers le haut, le piston 4 masque les ouvertures 9 et 7 et assure la compression du mélange carburé. Le clapet 11a s'ouvre et de l'air est admis dans le carter pompe 3.
  • Sur les figures 1 et 2, on a représenté la variation des pressions dans le cylindre, dans la capacité du dispositif d'injection pneumatique et dans le conduit de transfert en fonction de l'angle du vilebrequin pour un cycle complet, dans le cas d'un moteur deux temps à injection pneumatique selon l'art antérieur et dans le cas d'un moteur deux temps selon l'invention, respectivement.
  • Sur les figures 1 et 2, on a porté en abscisse la position du point mort bas et du point mort haut (PMB et PMH respectivement). On a également indiqué les positions correspondantes à l'ouverture et à la fermeture des lumières de transfert 9 et les positions correspondantes à l'ouverture et à la fermeture des lumières d'échappement 7.
  • Dans le cas d'un moteur selon l'art antérieur (figure 1), la pression P1 dans le cylindre diminue rapidement lorsque le piston se déplace vers son point mort bas, ce déplacement s'accompagnant de l'ouverture de l'échappement (OE) et du transfert (OT). Il se produit simultanément une sortie des gaz d'échappement dans le conduit 8 et un balayage du cylindre par l'air comprimé dans le carter pompe 3.
  • La pression P2 dans la capacité s'est établie au début du balayage à une valeur maximale correspondant sensiblement à la valeur maximale de la pression dans le carter pompe 3 qui correspond également au maximum de pression donnée par la courbe P3.
  • L'injection (I) est déclenchée en fin de balayage, cette période étant favorable à cause de la pression relativement faible dans le cylindre et du plus faible risque d'entrainement du carburant par l'échappement avec les gaz brûlés.
  • L'injection est assurée par l'air sous pression P2 remplissant la capacité 18. La qualité de la pulvérisation du carburant et de l'injection, au moment de l'ouverture de la tige de l'injecteur 15 dépend de la différence de pression entre la capacité 18 et le cylindre.
  • Sur le diagramme de la figure 1, cette différence de pression variable au cours de l'injection correspond à la distance verticale entre les courbes P2 et P1. L'étendue de la zone hâchurée comprise entre ces courbes pendant l'injection I donne une image de l'énergie utilisable pour l'injection. La différence de pression ΔP= P2 - P1 diminue pendant l'injection pour s'annuler au voisinage de la fermeture de l'échappement FE. En effet, la pression P1 augmente d'abord lentement puis rapidement en fin de balayage alors que la pression P2 diminue en cours d'injection, la capacité 18 se vidant d'une partie de son air comprimé.
  • Sur la figure 2, on a représenté le diagramme de fonctionnement d'un moteur deux temps suivant l'invention comportant un organe de restriction 22 dans les conduits de transfert.
  • La pression P3 dans le conduit de transfert en amont de l'organe de restriction 22 subit une augmentation plus importante pendant la compression carter du fait de la difficulté qu'a le carter à se vider dans le cylindre.
  • L'air contenu dans le carter qui subit une compression lors du mouvement descendant du piston 1 atteint donc une pression maximale, pendant la phase initiale du balayage, plus élevée que dans le cas où il n'existe pas de restriction de débit dans le conduit de transfert. La capacité 18 est chargée en air comprimé à une pression proche de la pression maximum de la courbe P2 Fig.2 et se trouve à un niveau plus élevé que dans le cas d'un moteur suivant l'art antérieur.
  • Il en résulte que la différence de pression ΔP= P2 - P1 est plus grande pendant toute la phase d'injection I, dans le cas d'un moteur suivant l'invention (figure 2) que dans le cas d'un moteur suivant l'art antérieur (figure 1). Cet effet favorable est obtenu grâce à une pression P2 plus importante, au moins en début d'injection.
  • Dans le cas du moteur suivant l'art antérieur sur le même point de fonctionnemnt, la pression dans le cylindre a une valeur minimale pendant l'injection de l'ordre de 1,05 bar.
  • La pression de chargement P2 de la capacité en début d'injection, est de 1,18 bar dans le cas du moteur suivant l'art antérieur (figure 1) et de 1,25 bar dans le cas du moteur suivant l'invention.
  • Il en résulte que dans le cas du moteur suivant l'art antérieur ΔP= 1,18 - 1,05 = 0,13 bar et dans le cas d'un moteur suivant l'invention ΔP= 1,25 - 1,05 = 0,20 bar, en début d'injection.
  • On obtient donc un gain tout à fait sensible sur la différence de pression, ce qui se traduit par une augmentation notable de la quantité d'air parvenant à l'injecteur et servant à pulvériser la carburant et de même, une augmentation sensible de la vitesse de cet air réalisant la pulvérisation et l'injection.
  • Le carburant est donc pulvérisé plus finement et introduit dans de meilleurs conditions à l'intérieur du cylindre.
  • Le réglage de la position d'ouverture ou de fermeture de l'organe de restriction 22 en fonction de la position correspondante du papillon d'admission 13 doit permettre d'obtenir une différence de pression P maximale pendant toute la phase d'injection, conduisant à une énérgie d'injection représentée par la zone hâchurée sur la figure 2, la plus grande possible.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, la position du papillon 13 varie avec la charge du moteur si bien que l'ensemble de liaison 24 permet de régler la position de l'organe de restriction 22 également en fonction de la charge du moteur.
  • De manière générale, l'organe de restriction du débit transfert pourra être constitué par tout papillon, volet ou boisseau disposé à l'intérieur du conduit d'échappement ou du voisinage des lumières d'échappement traversant la paroi du cylindre.
  • On pourra également utiliser un élément à lumières en rotation autour de l'axe du cylindre.
  • Ces organes d'obturation pourront être reliés mécaniquement par tout moyen tel que des tiges articulées aux papillons ou boisseaux d'admission de l'air dans le carter, dont la position dépend de la charge du moteur.
  • Il est également possible d'utiliser des organes d'obturation motorisés dont la commande d'ouverture et de fermeture est assurée par des moyens éléctroniques prenant en compte comme données d'entrée des paramètres traduisant le régime et la charge du moteur. Ces paramètres peuvent être de nature diverses et les données correspondantes obtenues grâce à des capteurs peuvent être relatives par exemple au degré d'ouverture du papillon ou boisseau de la conduite d'admission ou encore à la valeur de la dépression à l'admission.
  • D'autres paramètres du moteur traduisant son régime et sa charge peuvent également être pris en compte et parmi ceux-ci la température de l'air à l'admission, la température de l'eau de refroidissement du moteur ou diverses pressions dans le moteur dont la valeur sera comparée à la pression atmosphérique.
  • Il est bien évident que le moteur suivant l'invention pourra comporter tout type d'organe de restriction de débit transfert commandé à l'ouverture et à la fermeture par tout moyen de type mécanique, éléctronique ou autres.
  • Enfin, le moteur suivant l'invention pourra comporter un nombre quelconque de cylindres placés suivant une disposition quelconque.
  • L'injecteur pneumatique 15 pourra comporter une soupape commandée mécaniquement, éléctroniquement, éléctromécaniquement, une soupape automatique, un boisseau tournant ou tout autre moyen équivalent.
  • Sur les figures 4 et 5, on voit un cylindre 30 d'un moteur à deux temps à balayage transversal de type classique.
  • Le cylindre 30 comporte un bloc-cylindres 31 fermé à sa partie supérieure par une culasse 32 et usiné pour constituer un alésage dans lequel se déplace un piston 33. La chambre de combustion 34 du cylindre est délimitée par la surface supérieure du piston 33 et par la surface intérieure de la culasse 32.
  • Le cylindre 30 comporte, dans le prolongement de son alésage dans lequel se déplace le piston 33, un carter-pompe 35 qui est traversé par le vilebrequin 36 du moteur solidaire d'un volant d'inertie 38.
  • Le piston 33 est relié au vilebrequin 36 par l'intermédiaire d'une bielle 37.
  • La paroi du cylindre est traversée par des ouvertures de transfert 39 reliées par l'intermédiaire d'un conduit de transfert 40 au carter-pompe 35.
  • Des ouvertures d'échappement 41 traversent également la paroi du cylindre 30, dans des positions légèrement décalées par rapport aux ouvertures de transfert, dans la direction axiale du cylindre 30.
  • Au cours de ses déplacements dans l'alésage du cylindre, le piston 33 est amené à masquer ou à découvrir les ouvertures 39 et 41.
  • La paroi du cylindre 30 est également traversée par une ouverture 42 au niveau de laquelle est fixé un conduit d'admission d'air dans le carter-pompe 35, muni d'un clapet non représenté.
  • Lorsque le piston 33 se déplace vers son point mort haut, il se produit une certaine dépression dans le carter-pompe 35 et de l'air atmosphérique est admis par l'ouverture 42, après ouverture du clapet.
  • Lorsque le piston 33 se déplace en direction de son point mort bas, il réalise une certaine compression de l'air contenu dans le carter-pompe, de sortie qu'une partie de cet air comprimé est refoulée dans le conduit de transfert 40 et introduit dans la chambre de combustion 34 par les ouvertures 39 (flèches 44).
  • Dans le cas d'un cylindre d'un moteur à deux temps à balayage transversal, comme représenté sur les figures 4 et 5, les ouvertures de transfert 39 sont toutes disposées d'un même côté d'un plan axial de symétrie du cylindre et les ouvertures d'échappement 41 sont placées à l'opposé, de l'autre côté du plan axial de symétrie du cylindre 30;
  • En outre, le piston 33 comporte, à sa partie supérieure, un prolongement de forme profilée 45 usiné suivant des surfaces courbes et inclinées, de manière à constituer un déflecteur du flux d'air admis dans la chambre 34 par les ouvertures de transfert 39.
  • L'air de balayage de la chambre 34 est dirigé vers le haut (flèche 46), de manière à réaliser un balayage de la partie supérieure de la chambre de combustion 34.
  • Les gaz brûlés contenus dans la chambre de combustion sont évacués par les ouvertures d'échappement 41 disposées à l'opposé des ouvertures de transfert 39 (flèches 47).
  • Cette disposition des ouvertures de transfert et des ouvertures d'échappement ainsi que l'utilisation d'un déflecteur 45 permettent donc de réaliser un balayage transversal efficace de la chambre de combustion et en particuler de sa partie supérieure.
  • Dans le cas d'un moteur à injection pneumatique, lorsqu'on a réalisé le balayage de la chambre de combustion et son remplissage par de l'air frais, du carburant pulvérisé est introduit dans un courant d'air comprimé par un injecteur disposé à la partie supérieure du cylindre. L'air comprimé utilisé provient généralement du carter-pompe 35 ou d'une capacité alimentée en air comprimé à partir du carter-pompe.
  • La pulvérisation du carburant et l'injection du mélange carburé dans la chambre de combustion sont réalisées dans des conditions d'autant plus satisfaisantes que la pression de l'air comprimé disponible dans le carter-pompe au moment de l'injection pneumatique est plus élevée.
  • Dans le but d'augmenter cette pression d'injection, on utilise un organe de restriction du passage de l'air comprimé dans le conduit de transfert 40 pour réduire le passage d'air préalablement à l'injection pneumatique et augmenter ainsi la pression de l'air disponible pour l'injection pneumatique dans la carter-pompe.
  • Dans le cas d'un moteur deux temps à plusieurs cylindres et à balayage transversal, comme représenté sur la figure 6, les cylindres successifs 50a, 50b, 50c peuvent être disposés en ligne et juxtaposés avec un entraxe réduit, dans la mesure où les conduits de transfert des cylindres successifs qui sont tous placés d'un même côté d'un plan vertical passant par l'axe 51 de la ligne de cylindres se trouvent entièrement en dehors des zones situées entre les cylindres successifs 50a, 50b et 50c. On obtient ainsi un moteur multicylindres d'une structure parfaitement compacte.
  • Une telle disposition des cylindres successifs des moteurs multicylindres permet d'obtenir un rapport entraxe entre les cylindres/alésage des cylindres inférieur à 1,15.
  • En outre, selon l'invention, les extrémités des conduits de transfert 52a, 52b et 52c communiquant avec les chambres de combustion 54a, 54b, 54c des cylindres, par l'intermédiaire des ouvertures de transfert correspondantes 55, peuvent être alignées suivant une direction 56 parallèle à l'axe de la ligne de cylindres 51 et placées dans une position latérale par rapport à la ligne de cylindres.
  • Des organes de restriction 57a, 57b, 57c du passage des conduits de transfert peuvent être disposés dans chacune des parties d'extrémité 52a, 52b, 52c de ces conduits de transfert et alignés suivant la direction 56 parallèle à l'axe de la ligne de cylindres 51.
  • Dans un premier mode de réalisation, comme représenté sur la figure 6, chacun des organes de restriction 57a, 57b, 57c est constitué par un bout d'arbre aligné suivant la direction 56, monté rotatif autour de son axe géométrique dans le bloc-cylindres et portant un papillon 58 de restriction du passage d'air comprimé, au niveau de l'extrémité 52a, 52b ou 52c du conduit de transfert correspondant.
  • De manière préférentielle, les bouts d'arbre 57a, 57b, 57c portant chacun un papillon 58 de restriction de passage d'air comprimé sont solidaires d'un arbre unique d'actionnement ou constitués par des parties successives de cet arbre unique disposé suivant la direction 56.
  • L'arbre d'actionnement unique peut être placé dans une position angulaire déterminée en fonction d'un paramètre de fonctionnement du moteur ; par exemple, l'arbre d'actionnement réalisant le réglage de l'ensemble des papillons 58 peut être relié à un organe de réglage de l'admission d'air dans les carters-pompes des cylindres.
  • Comme il est visible sur la figure 7, lorsque l'air admis dans le carter-pompe est comprimé par le piston 53a pour réaliser le balayage de la chambre 54a du cylindre 50a, le papillon 58 du moyen de restriction du passage d'air comprimé 57a étant en position partiellement fermée pendant le balayage, la restriction du débit d'air comprimé dans le conduit de transfert permet d'augmenter la pression de l'air comprimé dans le carter-pompe et disponible pour réaliser l'injection pneumatique de carburant dans la chambre de combustion 54a après son remplissage en air frais.
  • Les mêmes avantages sont obtenus lors des phases de fonctionnement correspondantes des cylindres 52b et 52c.
  • Sur la figure 8, on a représenté une variante de réalistion d'un cylindre 50′ d'un moteur deux temps à balayage transversal comportant un moyen de restriction du passage d'air comprimé dans la chambre du cylindre, par ses ouvertures de transfert 55′.
  • Dans sa partie d'extrémité communiquant avec les ouvertures de transfert 55′, le conduit de transfert 52′ est séparé en plusieurs parties par des cloisons 59, chacune des parties du conduit 52′ étant placée en vis-à-vis d'une ouverture de transfert 55′.
  • Dans ce cas, le moyen de restriction 57′ du passage d'air comprimé dans la partie d'extrémité du conduit 52′ est constitué par un bout d'arbre monté rotatif dans le bloc-cylindre et dans les cloisons 59 et portant un papillon 58′ sur chacun de ses tronçons successifs situé dns une partie de l'extrémité du conduit 52′, en vis-à-vis d'une ouverture de transfert 55′.
  • Le fonctionnement d'un moteur multicylindres comportant plusieurs cylindres tels que le cylindre 50′ disposés en ligne est identique au fonctionnement du moteur multicylindres tel que représenté sur les figures 6 et 7.
  • Sur la figure 9, on a représenté un second mode de réalisation d'un moteur multicylindre à balayage transversal selon l'invention, comportant des moyens de restriction du passage d'air comprimé dans les parties d'extrémité des conduits de transfert de chacun de ses cylindres.
  • Le moteur comporte des cylindres successifs 60a, 60b, 60c alignés suivant une ligne de cylindres d'axe 61, de manière que les parties d'extrémité 62 des conduits de transfert de chacun des cylindres soient alignées suivant une direction 66 parallèle à l'axe 61 de la ligne de cylindres et placées dans une disposition latérale par rapport à cette ligne de cylindres.
  • Les moyens de restriction du passage d'air comprimé en direction des ouvertures de transfert 65 de chacun des cylindres sont constitués par des boisseaux de forme cylindrique 67a, 67b, 67c montés rotatifs autour de l'axe 66 chacun à l'intérieur d'une partie d'extrémité du conduit de transfert 62 du cylindre correspondant.
  • De manière préférentielle, les boisseaux 67a, 67b et 67c sont constitués par les trois parties successives d'une tige cylindrique 69 dans chacune desquelles est prévue une ouverture ou lumière 70 sur une longueur correspondant sensiblement à la longueur de la partie d'extrémité 62 du conduit de transfert.
  • Sur les figures 12A et 12B, on a représenté deux variantes de réalisation de l'ouverture 70 traversant la tige 69.
  • Dans le cas de la figure 12A, l'ouverture 70 est une ouverture de passage de direction diamétrale traversant la tige cylindrique 69 à sa partie centrale.
  • Dans le cas de la figure 12B, l'ouverture 70′ est une lumière obtenue par fraisage d'une partie latérale de la tige 694.
  • La tige cylindrique 69, comme il est visible sur la figure 9, est montée rotative dans le bloc-cylindres du moteur et disposées, suivant la direction 66, de manière à traverser, suivant toute leur longueur, les extrémités des conduits de transfert 62 de chacun des cylindres 60a, 60b et 60c. Les parties successives 67a, 67b, 67c de la tige 69 constituant les boisseaux rotatifs traversés par les ouvertures 70 sont disposées chacune dans la partie d'extrémité d'un conduit de transfert 62.
  • Le réglage en position de la tige 69 autour de son axe 66, en fonction d'un paramètre de fonctionnement du moteur, permet de placer simultanément les boisseaux rotatifs associés chacun à un cylindre du moteur dans la position voulue.
  • Comme il est visible sur la figure 10, au cours de sa rotation, le boisseau 67a peut assurer une ouverture complète du conduit de transfert 62 ou, au contraire, une fermeture plus ou moins complète de ce conduit, entraînant une restriction ou une suppression du débit d'air comprimé en direction des ouvertures de transfert 65.
  • La restriction du passage d'air comprimé en direction des ouvertures de transfert 65, permet d'améliorer l'injection pneumatique de carburant dans la chambre de combustion 64a.
  • Sur la figure 11, on a représenté une variante de réalisation d'un cylindre 60′ d'un moteur suivant l'invention à balayage transversal et à restriction de débit grâce à un moyen constitué par un boisseau rotatif.
  • Dans cette variante de réalisation, l'extrémité 62′ du conduit de transfert est séparée en plusieurs parties successives séparées par des cloisons 73, chacune des parties du conduit 62′ communiquant avec une ouverture de transfert 65′ du cylindre 60′.
  • Dans ce cas, le boisseau rotatif 67′ de réduction du passage de l'extrémité du conduit de transfert 62′ du cylindre 60′ est constitué par un tronçon de tige 69′ monté rotatif dans le bloc du cylindre 60′ et dans les cloisons 73, comportant une ouverture 71, au niveau de chacune des parties de l'extrémité du conduit de transfert 62′ située en vis-à-vis d'une ouverture de transfert 65′.
  • Le fonctionnement d'un moteur multicylindre comportant des cylindres juxtaposés tels que le cylindre 60′ est identique au fonctionnement du moteur multicylindre représenté sur les figures 9 et 10.
  • Dans tous les cas, le moteur à deux temps multicylindres suivant l'invention permet d'améliorer l'injection pneumatique dans chacun des cylindres, en réalisant une restriction du passage de l'air comprimé à l'extrémité du conduit de transfert communiquant avec les ouvertures de transfert débouchant dans la chambre de combustion.
  • Ce résultat est obtenue de manière simple, pour l'ensemble des cylindrs du moteur disposés en ligne, en utilisant des moyens de restriction du passage de l'air comprimé alignés suivant une direction parallèle à l'axe de la ligne de cylindres et disposés latéralement par rapport à cette ligne de cylindres.
  • Ces moyens de restriction de débit peuvent être assemblés ou encore rapportés ou usinés sur un arbre d'actionnement unique monté rotatif dans le bloc-cylindres du moteur.
  • L'usinage du bloc-cylindres du moteur est facilité, dans la mesure où les parties d'extrémité des conduits de transfert des différents cylindres sont alignées suivant une direction parallèle à l'axe de la ligne de cylindres.
  • En outre, le réglage des moyens de restriction du passage d'air des conduits de transfert peut être réalisé de manière simple, dans la mesure où ce réglage peut être assuré par le calage d'un seul arbre d'actionnement.
  • Enfin, le moteur multicylindres suivant l'invention présente une structure compacte, les différents cylindres étant juxtaposés pour constituer une ligne de cylindres, avec un entraxe d'une longueur peu supérieure à l'alésage des cylindres.
  • L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits.
  • C'est ainsi, qu'on peut imaginer d'autres modes deréalisation des moyens de restriction du passage d'air comprimé à la sortie des conduits de transfert, en fonction de la forme de la partied'extrémité de ces conduits communiquant avec les ouvertures de transfert.
  • On peut également imaginer des dispositifs de réglage de ces moyens en fonction d'un paramètre de fonctionnement du moteur, d'un type quelconque.
  • Dans le cas où les moyens de restriction de débit sont constitués sous la forme de distributeurs à tiroirs mobiles en translation, l'arbre d'entraînement est déplacé en translation par des moyens qui peuvent être mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques.
  • Enfin, l'invention s'applique à tout moteur à deux temps multicylindres à balayage transversal et à injection pneumatique.

Claims (13)

1. - Moteur à deux temps comportant au moins un cylindre (1) dans lequel se déplace un piston (4), un carter (3) communiquant avec l'une des extrémités du cylindre (1) et comportant un moyen d'admission d'air dans le carter (3), au moins un conduit d'admission d'air non carburé (10) dans le cylindre (1) joignant le carter (3) à une ouverture de transfert (9) du cylindre, un dispositif d'injection pneumatique de carburant dans le cylindre constitué par un injecteur pneumatique (15), un moyen d'alimentation et de dosage (16) de cet injecteur pneumatique en carburant et un conduit (17) d'alimentation de l'injecteur (15) en air sous pression pour la pulvérisation du carburant, relié au carter (3) par l'intermédiaire d'un clapet (20) et constituant une capacité (18) d'air sous pression reliée à l'injecteur pneumatique (15), ainsi qu'un conduit d'échappement (8) relié au cylindre (1), par une ouverture d'échappement située dans une position décalée suivant la direction de la course du piston (4) par rapport à l'ouverture de transfert (9) du cylindre (1), un organe (22) de restriction du passage du conduit de transfert (4) commandé et réglé pour son ouverture et sa fermeture, en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur.
2 - Moteur à deux temps suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe de restriction (22) est un papillon disposé à l'intérieur du conduit de transfert (4), à proximité du cylindre (1).
3. - Moteur à deux temps suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'organe de restriction (22) est relié par un ensemble mécanique articulé (24) à un élément (13) de restriction de débit disposé dans un conduit (12) d'admission d'air dans le carter (3).
4. - Moteur à deux temps suivant l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé par le fait que l'organe de restriction (22) est motorisé et commandé pour son ouverture ou sa fermeture par un dispositif éléctronique prenant en compte au moins un paramètre traduisant le régime ou la charge du moteur.
5. - Moteur à deux temps suivant la revendication 1, comportant au moins deux cylindres (50a, 50b, 50c, 50′, 60a, 60b, 60c, 60′) du type à balayage transversal disposés en ligne, caractérisé par le fait que les extrémités (52a, 52b, 52c, 52′, 62, 62′) des conduits de transfert reliées aux chambres des cylindres (50a, 50b, 50c, 50′, 60a, 60b, 60c, 60′) correspondants sont sensiblement alignées suivant une direction (56, 66) parallèle à l'axe de la ligne de cylindres (51, 61) et que les organes (57a, 57b, 57c, 57′, 67a, 67b, 67c) de restriction du passage des conduits de transfert sont alignés suivant un même axe d'actionnement (56, 66) disposé suivant la direction parallèle à l'axe de la ligne de cylindres (51, 61).
6. - Moteur suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les organes (57a, 57b, 57c, 57′, 67a, 67b, 67c, 67′) de restriction du passage des conduits de transfert (52a, 52b, 52c, 52′, 62, 62′) sont solidaires d'un arbre d'actionnement unique monté rotatif autour d'un axe (56, 66) parallèle à l'axe de la ligne de cylindres (51, 61), dans le bloc-cylindres du moteur.
7. - Moteur suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens de restriction de débit (57a, 57b, 57c) sont constitués par des bouts d'arbre alignés sur lesquels sont fixés des papillons (58) de réglage du passage d'air comprimé dans les parties d'extrémité des conduits de transfert (52a, 52b, 52c, 52′).
8. - Moteur suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'un papillon unique (58) est fixé sur chacun des bouts d'arbre disposé dans une partie d'extrémité (52a, 52b, 52c) d'un conduit de transfert d'un cylindre (50a, 50b, 50c) du moteur.
9. - Moteur suivant la revendication 7, dans le cas où la partie d'extrémité (52′) de chacun des conduits de transfert d'un cylindre (50′) est séparée en plusieurs parties par des cloisons (59), chaque partie de l'extrémité du conduit de transfert (52′) étant située en vis-à-vis d'une ouverture de transfert (55′) du cylindre, caractérisé par le fait que chacun des bouts d'arbre porte une pluralité de papillons (58′) disposés chacun dans une partie de l'extrémité (52′) du conduit de transfert d'un cylindre (50′), disposée en vis-à-vis d'une ouverture de transfert (55′).
10. - Moteur suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que les moyens (67a, 67b, 67c) de restriction du passage des conduits de transfert (62) sont réalisés sous la forme de boisseaux rotatifs et constitués par une tige cylindrique (69) montée rotative dans le bloc-cylindres du moteur, autour d'un axe (66) parallèle à l'axe de la ligne de cylindres (61) et comportant des ouvertures traversantes (70) dans des positions correspondant aux positions des parties d'extrémité (62) des conduits de transfert de chacun des cylindres (60a, 60b, 60c) du moteur.
11. - Moteur suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que les ouvertures (70) sont usinées dans la partie centrale de la tige (69), dans une direction diamétrale.
12. - Moteur suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que les ouvertures (70′) sont consituées par des lumières fraisées dans la surface latérale de la tige (69′).
13. - Moteur suivant l'une quelconque des revendications 10, 11 et 12, dans le cas où les extrémités (62′) des conduits de transfert de chacun des cylindres (60′) sont séparées en plusieurs parties par des cloisons (73), chacune des parties de l'extrémité d'un conduit de transfert communiquant avec une ouverture de transfert (65′), caractérisé par le fait que les moyens de restriction du passage des conduits de transfert sont constitués par une tige (69′) comportant des ensembles d'ouvertures (71) au niveau de chacune des extrémités d'un conduit de transfert d'un cylindre (60′), chacune des ouvertures (71) étant disposée dans une partie de l'extrémité du conduit de transfert (62′) communiquant avec une ouverture de transfert (65′).
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