FR2559208A1

FR2559208A1 - Dispositif de controle de l'echappement et/ou de l'admission des chambres de combustion de moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2559208A1
Application number: FR8401675A
Authority: FR
Inventors: Jean-Claude Fayard
Original assignee: Elf France SA
Current assignee: Elf Antar France
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1985-08-09
Also published as: FR2559208B1

Abstract

DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA CIRCULATION DES GAZ DE ET VERS UNE CHAMBRE DE COMBUSTION DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. L'ANNEAU D'ETANCHEITE 6 EST MUNI DE MOYENS D'INJECTION 13, 20, 19, 21; UN FLUIDE LUBRIFIANT ET REFRIGERANT TEL QUE DE L'HUILE DANS L'INTERFACE ET ENTRE LA SURFACE D'ETANCHEITE CONTINUE 22 AUTOUR DE L'ORIFICE 5 ET LA SURFACE EXTERIEURE 8 DU BOISSEAU 1. APPLICATION A LA DISTRIBUTION DES MOTEURS A QUATRE TEMPS A BOISSEAU ROTATIF.

Description

DISPOSITIF DE CONTROLE DE L'ECHAPPEMENT ET/OU DE L'ADMISSION
DES CHAMBRES DE COMBUSTION DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
La présente invention s'applique à un dispositif de contrôle de la circulation des gaz de et vers une chambre de combustion de moteur a combustion interne, en particulier d'un moteur à cycle à deux ou quatre temps à piston(s) alternatif(s) ou rotatif(s), constitué par un boisseau ou rotor comportant des canaux ou une entaille latérale définissant des passages d'écoulement transversal respectifs d'échappement ou d'admission.Dans les moteurs thermiques équipés de ce type de distribution, le boisseau effectue un mouvement tournant continu synchronisé avec la rotation du moteur autour d'un axe parallele à l'axe de rotation du moteur pour réaliser les phases successives du cycle moteur en connectant à l'échappement puis, le cas échéant, à l'admission un passage relié directement à la chambre de combustion.

Selon un mode de réalisation connu de ce type de moteur (demandes de brevet français 8 213 071 et 8 213 072) permettant de tourner à des vitesses de rotation enlevées, le boisseau est contenu dans un alésage transversal dans lequel débouche l'orifice relié directement à la chambre de combustion et les orifices d'admission et/ou d'échappement reliés respectivement à un collecteur d'échappement.Le passage relié à la chambre de combustion est aménagé dans un anneau d'étanchéité logé dans un alésage appliqué, sur le boisseau par une surface d'étanchéité continue autour de l'orifice relié directement à la chambre de combustion, sous lieffet de la pression régnant dans la chambre de combustion, et entouré d'un ou plusieurs organes d'étanchéité tels que des segments, cet anneau pouvant coulisser dans l'alésage et sa course étant limitée, d'un côté, par le boisseau et, de l'autre côté, par un épaulement de retenue.

De tels moteurs à combustion paraissent aptes à délivrer des puis sances massiques beaucoup plus elevées que les solutions connues et éprouvées, en particulier pour les moteurs de faible cylindrée, par suite de l'absence de pieces de distribution soumises à un mouvement alternatif générateur d'une fréquence limite de battement. L'avantage le plus décisif de ce type de distribution réside dans la possibilité d'avoir des conduits d'échappement et d'admission de diamètre deux fois plus important qu'un système à soupapes classiques, ce qui permet d'avoir un meilleur remplissage et donc une puissance spécifique plus importante.

Après une première expérimentation approfondie des dispositifs de distribution à boisseau rotatifs, il s'avere que ces systemes à rotor de distribution présentent des inconvénients ou des défauts de fonctionnement qui n'ont pas permis d'en exploiter les avantages répertoriés ci-dessus.

Parmi ces divers inconvénients, on peut citer les difficultés pour assurer la lubrification et le refroidissement des éléments d'tant chéité, ce qui provoque une usure excessive du boisseau et des éléments et organes d'étanchéité, une consommation de lubrifiant élevée, et peut conduire, dans certains cas limites, au grippage du boisseau dans son alésage.

Par ailleurs, lorsque la distribution par boisseau rotatif est appliquée à des moteurs à quatre temps, on ne constate pas de diminution de la consommation spécifique de carburant par rapport aux moteurs fonctionnant selon le cycle à deux temps. Cette surconsommation de carburant paraît due à une séparation insuffisante des conduits ou des phases d'admission et d'échappement qui entraîne: - une dilution des gaz frais par les gaz d'échappement se traduisant par
une mauvaise combustion et une pollution plus importante; - une introduction du mélange carburé dans les gaz d'échappement entraî
nant aussi une augmentation de la pollution et de la consommation
spécifique en carburant.

L'un des buts de la présente invention est précisément de pallier ces défauts des moteurs à combustion à distribution rotative afin de permettre d'utiliser les grandes sections de passage qu'offre ce type de leur distribution sans risquer des usures rapides et des consommations de carburant exagérées.

A cet effet, selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'anneau d'étanchéité est muni de moyens d'injection d'un fluide lubrifiant et réfrigérant, tel que de l'huile, dans l'interface entre la surface d'étanchéité continue de l'anneau autour de l'orifice et la surface extérieure du boisseau.

Les moyens d'injection du fluide sont, de préférence, constitués d'une part, d'une chambre annulaire d'admission délimitée entre la périphérie de l'anneau d'étanchéité et son alésage et limitée axialement à chaque extrémité par un joint d'étanchéité interposé entre la surface extérieure de l'anneau d'étanchéité et l'alésage et, d'autre part, d'au moins un passage d'amenée présentant un orifice de sortie débouchant dans ladite interface entre la surface d'étanchéité continue et la surface extérieure du boisseau. Au moins le joint d'étanchéité interpose entre la surface extérieure de l'anneau d'étanchéité et son alésage cooperant est alors protégé du coup de feu des gaz brûlés de la chambre de combustion par au moins un segment de protection interposé entre l'anneau d'étanchéité et son alésage et entre ledit joint d'étanchéité et la chambre de combustion.

L'orifice de sortie du passage d'amenée peut déboucher sur une rainure annulaire continue de distribution ménagée à l'intérieur de la surface de contact de l'anneau d'étanchéité avec le boisseau.

Selon un autre mode de réalisation du dispositif, les moyens d'injection de fluide comportent des moyens de régulation du débit de fluide tels que la perte de charge provoquée par la section réduite des passages d'amenée, du fluide ou par un autre moyen de perte de charge tel qu'un etranglement qui y est interposé.

En variante, les moyens de perte de charge peuvent être constitués par une cartouche annulaire poreuse debouchant sur ledit interface et interposée entre cet interface et au moins un orifice d'amenée du fluide lubrifiant sous pression et la cartouche est réalisée en un matériau presentant de bonnes qualités frottantes avec la surface extérieure du boisseau, tel que du bronze fritté.

Lorsque le dispositif de contrôle de la circulation des gaz de et vers la chambre de combustion du moteur est appliqué à un moteur thermique fonctionnant selon le cycle à quatre temps avec introduction du carburant préalablement à l'aspiration de l'air de combustion. Les moyens racleurs du fluide lubrifiant injecte dans l'interface sont disposes autour de l'orifice d'admission reliant le boisseau à l'admission d'air de combustion et de carburant du moteur, ces moyens racleurs etant constitués d'un anneau d'étanchéité d'admission disposé à la périphérie dudit orifice d'admission, venant en appui continu sur la surface extérieure du boisseau et apte à isoler l'intérieur de l'orifice d'admission de l'interface entre le boisseau et son alésage pour limiter I'entrainement d'huile et/ou de carburant liquide à la surface du boisseau en rotation.L'anneau d'étanchéité est, d'une part1 réalise en un materiau mou présentant de bonnes qualités frottantes avec la surface du boisseau tel que de la matière plastique et, d'autre part, repoussé en permanence sur la surface du boisseau sous une pression sensiblement constante par un ressort.

Selon un autre mode de realisation, le boisseau comporte deux passages séparés d'admission et respectivement d'échappement qui sont susceptibles de deboucher successivement tous les deux, par rotation du boisseau, du côté de la chambre de combustion, sur l'anneau d'étanchéité et, du côté oppose à la chambre de combustion, sur des orifices de sortie qui sont chacun décalés sur l'axe du boisseau par rapport à l'anneau d'étanchéité, de manière à diminuer l'entrainement de carburant à la surface du boisseau en rotation et du carburant entraîné à l'admission dans le passage d'admission ménage à l'intérieur du boisseau.

Selon une disposition particulièrement avantageuse pour les moteurs polycylindriques, les passages séparés d'admission ou d'echappement de deux chambres de combustion voisines sont ménagés dans le boisseau en débouchant sur un orifice de communication avec l'admission ou l'échappement qui est commun aux deux chambres de combustion voisines de manière à réduire le nombre d'ouvertures à prévoir sur la face extérieure du boisseau.

Selon une autre disposition appliquée a un moteur thermique fonctionnant selon le cycle à quatre temps1 le circuit d'admission de la chambre de combustion comporte des moyens de suppression du carburant dans l'air aspiré dans la chambre de combustion en fin d'admission, afin de limiter la quantité de carburant introduite dans le passage d'admission ménagé dans le boisseau, et qui n'a pas pénétré dans la chambre de combustion au cours de la phase d'aspiration. Dans le cas oO le carburant est introduit par injection dans l'air d'admission, les moyens de suppression précités sont constitués par l'arrêt de l'injection de carburant nettement avant la fin de la phase d'aspiration.

Dans le cas où le carburant est introduit dans la chambre de combustion via un carburateur, les moyens de suppression précités sont alors, de préférence, constitués par au moins un passage auxiliaire d'air riche en carburant tel qu'une émulsion, ménagé dans le boisseau et la culasse de la chambre de combustion et le passage auxiliaire débouche sur l'interface entre le boisseau et son alésage en un point tel qu'il est obturé par la rotation du boisseau avant que la (ou les) ouverture(s) principale(s) d'admission ne le soi(en)t.

D'autres buts, avantages et caractéristiques du dispositif de contrôle selon l'invention apparaltront à la lecture de la description de divers modes de réalisation, fait à titre non limitatif et en regard du dessin annexe où:
- les figures 1 et 2 sont des vues en coupe et à grande échelle de
deux modes de réalisation du système
d'étanchéité selon l'invention entre un
boisseau de distribution tournant et une
chambre de combustion de moteur;
- les figures 3a à 3c illustrent schématiquement les principales
positions au cours d'un cycle moteur d'un
système de distribution à boisseau applique à
un moteur fonctionnant selon le cycle à quatre
temps;
- la figure 4 est une vue en coupe a grande échelle du
système de distribution à boisseau représenté
schématiquement sur les figures 3a à 3c et
équipé d'un anneau d'étanchéité d'admission
selon l'invention;;
- la figure 5 est une vue en coupe, toujours à grande
échelle, d'un autre mode de réalisation du
système de distribution à boisseau selon
l'invention comportant des conduits d'admis
sion et d'échappement séparés à l'intérieur du
boisseau;
- la figure 6 est une vue en coupe avec arrachements selon
la ligne VI-VI de la figure 5, d'une partie du
boisseau de distribution d'un moteur compor
tant plusieurs cylindres paralleles;
- la figure 7 est une vue en coupe à grande échelle d'un
systeme de distribution a boisseau selon
l'invention dans lequel sont prévus des moyens
d'appauvrissement en carburant de l'air aspiré
en fin d'admission;;
- les figures 8 et 9 sont des coupes respectivement selon les
lignes VIII-VIII et IX-IX du système de
distribution représenté à la figure 7.

Sur les figures 1 et 2, un boisseau rotatif 1 de distribution de l'échappement d'une chambre de combustion 2 de moteur thermique est représenté à l'instant où son canal interieur d'échappement 3 est ouvert en grand sur la chambre de combustion 2. Le boisseau 1 tourne, en continu et de façon synchronisée avec la rotation du moteur, dans un alésage et le canal d'échappement 3 est relié à la chambre de combustion 2 par un passage 5 de relativement grande dimension ménagé dans un anneau d'étanchéité 6 qui peut coulisser librement dans un alésage 7 d'axe sensiblement parallele à celui du cylindre moteur (non représenté) ou sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation du boisseau 1, de manière à assurer un-bon portage de la surface de contact de l'anneau 6 sur la surface extérieure 8 du boisseau 1.La surface de contact 22 entre l'anneau 6 et le boisseau 1 s'établit sur une bande de faible largeur selon la ligne générale d'intersection de deux cylindres (les surfaces extérieures du boisseau 1 et de l'anneau 6) de diamètres différents et d'axes sensiblement perpendiculaires et concourants. Selon une disposition connue particulièrement efficace parce qu'elle proportionne l'effort d'application de l'anneau d'étanchéité 6 sur le boisseau 1 à la pression à étancher, l'anneau d'étanchéité 6 qui se déplace à frottement doux dans son alésage 7 est appliqué sur la surface extérieure du boisseau 1 par la seule pression régnant dans la chambre de combustion 2 et agissant sur sa section annulaire, majorée le cas échéant de la poussée d'un ressort à faible effort de réaction tel qu'une rondelle élastique. La présence de ce ressort de poussée (non représenté) de l'anneau 6 sur le boisseau 1 n'est pas indispensable s'il n'existe qu'un faible jeu ou interface i entre l'extrémité 9 de l'anneau 6 du côté de la chambre de combustion 2 et un épaulement de retenue 10 ménagé à l'extrémité de l'alésage 7 recevant l'anneau 6. De plus, la température étant relativement élevée dans l'interface i à cause de la proximité de la chambre de combustion 2, la tenue dans le temps d'un organe de ressort est des plus aléatoires. Afin de supprimer les fuites dans l'interface j entre la surface extérieure de l'anneau 6 et l'inte- rieur de son alésage 7, un segment d'étanchéité de coup de feu 11 est disposé de manière connue dans cet interface j et est porté par une rainure 12 ménagée de préférence dans l'anneau 6.Le segment 11 évite également une surchauffe de l'interface j en direction du boisseau 1 et la formation dans cet interface de dépôts qui finiraient par bloquer l'anneau 6 dans son alésage 7.

Selon l'invention, l'anneau d'étanchéité 6 est muni de moyens d'injection d'un fluide lubrifiant et réfrigérant, de préférence l'huile de lubrification du moteur mise sous pression par la pompe à huile du moteur, dans l'interface e entre la surface d'étanchéité continue 22 (selon la ligne générale d'intersection orthogonale de deux cylindres de diamètres differents) autour de l'orifice 3 ménagé dans le boisseau 1 et la surface exterieure 8 du boisseau 1.

Selon le dispositif représenté à la figure 1, les moyens d'injection de fluide comportent une conduite 13 d'amenée d'huile sous pression habituellement reliée à la pompe de graissage du moteur et débouchant sur une chambre annulaire de distribution 14, délimitée dans l'interface j entre la périphérie de l'anneau 6 et son alésage 7 par exemple à l'aide d'une rainure circulaire 15 ménagée à la périphérie de l'anneau d'étanchéité 6. Selon une disposition favorisant le refroidissement de l'anneau 6, la chambre 14 peut être parcourue par un débit important d'huile sous pression se dirigeant vers un autre organe à lubrifier ou la décharge par une conduite de sortie 16. La chambre 14 est délimitée dans l'interface j par deux joints d'étanchéité annulaires 17 et 18 disposés respectivement du côté de la chambre de combustion 2 et du côté du boisseau 1.Les joints annulaires 17 et 18 sont, de préférence, realises en un matériau élastomère résistant pour joint logé par élasticite dans des rainures annulaires menagees à la surface extérieure de l'anneau 6 car le segment de coup de feu 11 et la circulation de l'huile les protège contre une température excessive.

La chambre de distribution d'huile 14 est reliée à l'interface e entre la surface d'étanchéité de l'anneau 3 et la surface extérieure 7 du boisseau par des passages d'amenée 19 réalisés, de préférence, par un perçage longitudinal dans l'épaisseur de l'anneau, raccordé à un perçage transversal 20 à partir du fond de la rainure circulaire 15. Les passages d'amenée 19 peuvent déboucher sur l'interface e directement par un chanfrein de sortie ou bien dans une rainure annulaire continue de distribution 21 ménagée à l'intérieur de la surface de contact ou d'étanchéité 22 de l'anneau 6, ceci afin de mieux répartir l'huile dans l'interface e.On doit noter que le canal 6 ménagé à l'intérieur du boisseau rotatif 1 peut être un canal d'admission des gaz frais (normalement de l'air surpressé ou à la pression atmosphérique) carburés ou non, ou bien un canal d'échappement des gaz de combustion comme décrit précédemment et que le canal 3 peut être remplacé, comme on le verra par la suite, par une entaille latérale remplissant successivement au cours de la rotation du boisseau, les fonctions de passage d'admission puis d'échappement.

Le fonctionnement du dispositif de contrôle de la circulation des gaz de et/ou vers une chambre de combustion de moteur, tel que repre- senté à la figure 1 va maintenant être explicité. Des que le moteur est mis en rotation, il entraîne le boisseau 1 en rotation synchrone et il engendre une pression d'huile qui se transmet à la chambre de distribution 14 et à la rainure annulaire 21 pour faire écouler une mince lame d'huile entre la surface d'étanchéité 22 de l'anneau 6 et la surface extérieure mobile 8 du boisseau 1.

La pression régnant dans la chambre de combustion 2 pendant les phases de compression et de combustion des gaz applique fortement la surface d'étanchéité 22 sur la surface extérieure 8 du boisseau 1 et réduit l'épaisseur de cette lame d'huile à une valeur minimale juste suffisante à assurer un film d'huile entre la surface du boisseau 1 et la surface d'étanchéité 22. Pendant les phases de balayage et d'aspiration (pour la marche du moteur selon le cycle à quatre temps) où la pression dans la chambre de combustion 2 est voisine de la pression atmosphérique ou peu supérieure à celle-ci (cas du moteur suralimenté), l'hystérésis de friction du segment de coup de feu 11 de l'anneau 6 sur le boisseau 1 maintient un effort d'application résiduel non negligeable de l'anneau 6 sur le boisseau 1.Cet effort résiduel limite les fuites d'huile entre la surface d'étanchéité 22 et la surface 8 du boisseau à un debit juste suffisant pour assurer un film d'huile continu entre la surface 8 du boisseau 1 et son alésage de guidage 4. Lorsque le canal 3 à l'intérieur du boisseau 1 est un canal d'échappement, les fuites d'huile vers le passage intérieur 3-5 sont emportées vers l'échappement et donc perdues, tandis que lorsque le canal 3 est un canal d'admission, les fuites d'huile vers le passage 5 sont ramenées dans la chambre de combustion 2 et ainsi au moins partiellement réutilisées.

Grâce à la lubrification continue de l'interface e, l'usure de la surface d'étanchéité 22 de l'anneau 6 est réduite à une valeur minimale et les risques de grippage à haut régime de l'anneau 6 sur le boisseau 1 sont supprimés. La température de la surface du boisseau 1 (par ailleurs généralement refroidi intérieurement par une circulation longitudinale d'eau) est considérablement reduite et l'étanchéité entre le boisseau et son alésage 4 est assuree par un coin d'huile. La circulation en dérivation de l'huile entre la conduite d'amenée 13 et la conduite de sortie 16 assure un refroidissement énergique de l'anneau d'étanchéité 6 qui pourrait ainsi dans certains cas d'application être réalisé en un matériau relativement mou et à bonne qualités frottantes tel que de la matière plastique moulée à haute résistance.

L'anneau d'étanchéité 6 ainsi que le boisseau 1 pourront être realisés, de préférence, dans les différents couples de frottement habtullement utilisés dans les moteurs tels que: fonte/chrome, fonte fonte, etc., mais aussi en matériaux composites nouveaux, céramiques ou autres nouveaux produits. Un orifice calibré (non représenté) peut être disposé sur la conduite d'entrée 13 ou sur les passages d'amenée 19 afin de limiter le débit d'huile s'échappant de l'interface e lorsque la perte de charge provoquee par les passages d'amenée est insuffisante pour limiter le débit de fuite d'huile.

Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, les éléments identiques a ceux représentés à la figure 1 sont dotés des mêmes numéros de référence. A la différence de la figure 1, l'anneaud'étanchéité 6 peut etre réalisé en métal fritté poreux avec un placage d'étanchéité sur les surfaces ne devant pas donner lieu à une exsudation d'huile, ou bien comme représenté à la figure 2, une bague ou cartouche annulaire 23 en mental fritté poreux, tel que du bronze, est introduite ou moulée dans un logement borgne 19a ménagé longitudinalement dans l'anneau d'étanche- ite 6. Cette bague poreuse 23 est reliée par au moins un passage latéral 20 à la chambre 14 de distribution de pression d'huile La bague poreuse 23 fonctionne ainsi comme un organe de perte de charge et de répartition de l'huile dans l'interface e et comme un organe à bonne qualité frottante reduisant la friction entre la bague 6 et le boisseau rotatif 1.

Cette disposition qui parait convenir pour les cas où la vitesse de rotation du boisseau I est modérée et où un refroidissement énergique de l'anneau d'étanchéité 6 n'est pas exigé, diminue les pertes d'huile et se révèle généralement plus économique à mettre en oeuvre que la solution représentée à la figure 1.

Les figures 3a à 3c representent schematiquement les positions les plus caractéristiques d'un boisseau 1 muni, non pas d'un canal intérieur, mais d'une entaille 24 destinée à assurer la distribution (aspiration et échappement) d'une chambre de combustion 2 d'un moteur à combustion interne fonctionnant selon le cycle a quatre temps. A la figure 3a, on voit que l'entaille 24 relie la chambre de combustion 2 du moteur (via un anneau d'étanchéité du type décrit sur les figures 1 et 2 et non représenté) à une conduite d'aspiration 25 dotée de moyens d'introduction de carburant tel qu'un carburateur ou un injecteur, si le moteur fonctionne avec un allumage commandé. A la figure 3b, le boisseau 1 a tourné dans le sens trigonométrique et est venu obturer à la fois la conduite d'aspiration 25 et la conduite d'échappement 26.On voit que l'entaille 24 du boisseau délimite avec l'alésage 4 de guidage du boisseau 1 une chambre de passage 27 d'un volume non négligeable et qui est alors isolée de l'admission et de l'échappement. La chambre 27 a été remplie au cours de la phase d'admission par de l'air relativement riche en carburant car aspire après que les parois du conduit d'aspiration ont été saturées de carburant liquide. On voit à la figure 3c que l'air riche en carburant contenu dans la chambre de passage 27 est complètement déchargé à l'échappement 26, notamment par suite de l'arrivée de la bouffée de gaz d'échappement au moment de la mise en communications (non représentée) de la chambre de combustion 2 avec la chambre 27 lorsque le bord 28 de l'entaille 24 débouche sur le passage 5 relié à la chambre de combustion 2.

Une autre source de surconsommation de carburant lorsque le moteur équipé d'un boisseau rotatif de distribution fonctionne sel on le cycle à quatre temps avec alimentation en air carbure, réside dans le fait que le carburant liquide qui coule sur les parois d'aspiration et s'evapore progressivement en direction de la chambre de combustion, est entraîne à la surface du boisseau 1 en direction de l'échappement 26 où les gaz chauds l'évaporent et l'emportent en pure perte dans l'échappement avec le film d'huile déposé par le dispositif de lubrification representé sur les figures 1 et 2.

La figure 4 représente, à plus grande échelle, une solution permettant de reduire les pertes de carburant et d'huile. Les éléments identiques à ceux des figures 1 à 3c sont dotes des mêmes numéros de préférence. Dans ce mode de réalisation, des moyens racleurs d'huile-sont disposés autour de l'orifice d'admission d'air sur le boisseau 1. Les moyens racleurs sont constitués par un anneau d'étanchéité d'admission 29 appliqué en permanence sur la surface 8 du boisseau 1 par un ressort 30. Selon une autre disposition de ce mode de réalisation, les moyens d'introduction de carburant constitués ici par un injecteur d'essence 31 sont réglés de telle maniere que l'injection soit coupée bien avant la fin de la phase d'aspiration de l'air de combustion.L'anneau d'étanchéité 29 logé dans la culasse refroidie 32 du moteur et traversé par les gaz d'admission frais n'est pas soumis ni à des températures élevées, ni à des différences de pression importantes (les surpressions et dépressions sont inférieures à 1 bar) et en conséquence, il peut être réalisé en une matière plastique de bonne qualité frottante telle que le Téflon
Le fonctionnement du mode de réalisation représenté à la figure 4 est décrit ci-après. Le boisseau 1 tourne en synchronisme avec le moteur et reçoit depuis les passages d'amenée 19 et la rainure de distribution 21 un film d'huile qui est entraîné à sa surface 8. Le film d'huile formé dans l'interface entre le boisseau et l'alésage 4 est arrêté par l'anneau d'étanchéité 29 sensiblement de même largeur que l'anneau d'étanchéité principal 6.L'injection du carburant par l'injecteur 31 commence dès que l'arête 28 de l'entaille 24 debouche sur le passage intérieur 33 de l'anneau d'aspiration 29 et s'arrête bien avant que l'autre arête 34 de l'entaille 24 n'atteigne le bord de droite 35 du passage 5 ménagé à l'intérieur de l'anneau 6 et ne coupe l'admission.

Dès le début de l'injection du carburant, une partie de celui-ci est vaporisée dans le jet d'air aspiré tandis que l'autre s'arrête sur les parois et est entraînée vers la chambre de combustion 2 en s'évaporant progressivement. Grâce à l'arrêt de l'injection bien avant la fin de l'aspiration (tout en respectant les conditions du mélange quasi stoéchiométrique à la chambre de combustion 2), les parois ne contiennent plus qu'une faible quantité de carburant liquide au moment de la coupure de l'admission et la chambre de passage 27 est tres pauvre en carburant.

Le carburant liquide qui stagne à l'intérieur du passage 33 est arrêté par le frottement de l'anneau d'étanchéité 29 et ne peut ainsi être entrainé vers l'échappement jusqu'à ce que l'admission de l'air ne reprenne au cycle d'aspiration suivant et n'entraine dans la chambre de combustion 2 ce carburant liquide qui s'est en grande partie évaporé pendant la suite du cycle moteur. Les dispositions représentées à la figure 4 reduisent considérablement la quantité de carburant entrainée directement à l'échappement et permettent de réaliser un cycle à quatre temps fonctionnant avec un boisseau à entaille et avec une consommation raisonnable tout en bénéficiant des sections de passage nettement augmentées de la distribution par boisseau tournant.

Un autre mode de realisation du dispositif de contrôle de la circulation des gaz de et vers une chambre de combustion de moteur est représenté sur les figures 5 et 6 où les éléments et les organes identiques à ceux des figures précédentes portent les mêmes numéros de référence. Dans ce mode de réalisation, le boisseau 1 comporte deux passages séparés d'admission et d'échappement respectivement 36 et 37.

Chacun de ces deux passages débouche successivement par rotation du boisseau 1 du côté de la chambre de combustion 2 sur l'anneau d'étan- chéité 6 et, du côté opposé, sur des orifices qui sont décalés latéralement par rapport à l'anneau d'étanchéité 6. Le passage d'admission 36 débouche d'un côté de la culasse sur la conduite d'aspiration 25 entourée de son anneau d'étanchéité à l'aspiration 29.

Lorsque le boisseau 1 a tourne pour venir en position de plein d'échappement, le passage d'échappement 37 débouche sur le passage 5 à l'inte- rieur de l'anneau 6 et sur la conduite d'échappement 26 décalée selon l'axe du boisseau 1 par rapport à l'anneau d'étanchéité 6.

Selon le détail de la coupe de la figure 6, on voit qu'à l'inte- rieur du boisseau 1, les deux passages d'admission 36 et 36a de deux chambres de combustion voisines d'un moteur (en fait de deux cylindres parallèles d'un moteur) débouchent sur un orifice commun 38 de communication avec la conduite d'admission 25 commune aux deux cylindres.

Cette disposition qui s'applique aussi aux conduits et orifices d'échappement permet de réduire le nombre de sorties à ménager dans le boisseau 1 et la culasse 32 et qui constituent autant de zones d'affaiblissement de la résistance mécanique de ces organes fortement sollicités sur les plans mécaniques et thermiques.

En revenant à la figure 5, on comprend qu'au cours de la rotation du moteur et du boisseau 1, la chambre de passage constituée par le conduite d'aspiration 36 ou l'ensemble des conduits d'aspiration 36-36a et 38, peut venir emprisonner de l'air relativement riche en carburant mais ne peut pas se trouver balayée par les gaz d'échappement. Le carburant contenu dans le passage d'aspiration 36 a l'intérieur du boisseau 1 reste donc en place jusqu'à ce que ce passage 36 parvienne à nouveau en position d'aspiration pour l'injecter dans la chambre de combustion 2.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 7 a 9 et ou les éléments et organes identiques à ceux des figures précédentes portent les mêmes numéros de reférence, on se propose de réduire considérablement la richesse en carburant en fin de période d'aspiration. A cette fin, le canal d'admission 25 représente en coupe transversale à la figure 8 et en coupe longitudinale à la figure 9, comporte deux passages auxiliaires 39 et 40 d'amenée d'un mélange riche en carburant tel qu'une émulsion air-essence obtenue par injection d'essence a l'aide d'un injecteur 31 (conduit 39 à la figure 9) ou par un carburateur à émulsion 41 (conduit 40 à la figure 9).Lorsque l'on utilise l'injection d'essence, un seul conduit auxiliaire 39 est suffisant pour assurer le dosage correct du carburant.

Dans ce mode de réalisation, comme on le voit sur la coupe de la figure 8, au cours de la rotation du boisseau 1 pendant la phase d'admission du moteur à quatre temps, les conduits auxiliaires 39 et 40 dont obturés avant que la partie élargie 25a du conduit 25 ne le soit et l'air aspire en fin d'aspiration sur la large section 25a ne contient pas de carburant et balaye la chambre de passage 27 délimitée par l'entaille 24 pour l'appauvrir de presque tout le carburant liquide déposé sur ses parois, de telle façon que lorsque cette chambre de passage est traversée par les gaz d'échappement, ceux-ci n'entrainent qu'une quantité infinie de carburant ainsi inutilisé vers la conduite d'échappement 26.

Bien entendu, la presente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'ecarte de l'esprit de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Dispositif de contrôle de la circulation des gaz de et vers une chambre de combustion de moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur à cycle à deux ou quatre temps à piston(s) alternatif(s) ou rotatif(s), constitue par un boisseau ou rotor comportant des canaux ou une entaille latérale définissant des passages d'écoulement transversal respectifs d'échappement ou d'admission, ce boisseau effectuant un mouvement tournant continu synchronisé avec la rotation du moteur autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur pour réaliser les phases successives du cycle moteur en connectant à l'échappement ou, le cas échéant à l'admission, un passage relié directement à la chambre de combustion, le boisseau étant contenu dans un alésage transversal dans lequel debouche l'orifice relié directement à la chambre de combustion et les orifices d'admissi-on et/ou d'échappement reliés respectivement à un collecteur d'échappement, et le passage relié à la chambre de combustion étant aménagé dans un anneau d'étanchéité qui est logé dans un alésage, appliqué sur le boisseau par une surface d'étanchéité continue autour de l'orifice relié directement à la chambre de combustion sous l'effet de la pression régnant dans la chambre de combustion et entouré d'un ou plusieurs organes d'étanchéité tels que des segments, cet anneau pouvant coulisser dans l'alésage et sa course étant limitée, d'un côté, par le boisseau et, de l'autre côté, par un épaulement de retenue, caractérisé en ce que l'anneau d'étanchéité est muni de moyens d'injection d'un fluide lubrifiant et réfrigérant, tel que de l'huile dans l'interface (e) entre la surface d'étanchéité continue (22) de l'anneau (6) autour de l'orifice (3) et la surface extérieure (8) du boisseau (1).

2.- Dispositif selon la revendication 1, caracténsé en ce que les moyens d'injection du fluide sont constitués, d'une part, d'une chambre annulaire d'admission (14) délimitée entre la périphérie de l'anneau d'étanchéité (6) et son alésage (7) et limitée axialement à chaque extrémité par un joint d'étanchéité (17, 18) interposé entre la surface extérieure de l'anneau-d'etanchéité et l'alésage (7) et, d'autre part, d'au moins un passage d'amenée (19) présentant un orifice de sortie debouchant dans ladite interface (e) entre la surface d'étanchéité continue (22) et la surface extérieure (8) du boisseau (1).

3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un joint d'étanchéité (17) interposé entre la surface exterieure de l'anneau d'tanchéité (6) et son alésage coopérant (7) est protégé du coup de feu des gaz brûlés de la chambre de combustion (2) par au moins un segment de protection (11) interposé entre l'anneau d'étanchéité (6) et son alésage (7) et entre ledit joint d'étanchéité (17) et la chambre de combustion (2).

4.- Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'orifice de sortie du passage d'amenée (19) débouche sur une rainure annulaire continue (21) de distribution menagée à l'intérieur de la surface de contact (22) de l'anneau d'étanchéité (16) avec le boisseau (1).

5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'injection de fluide comportent des moyens de régulation du débit de fluide tels que la perte de charge provoquée par la section reduite des passages d'amenée (19) du fluide ou par un autre moyen de perte de charge tel qu'un etranglement qui y est interposé.

6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de perte de charge sont constitués par une cartouche annulaire poreuse (23) debouchant sur ledit interface (e) et interposée entre cet interface (e) et au moins un orifice d'amenée(20) du fluide lubrifiant, et en ce que la cartouche (23) est réalisée en un matériau présentant de bonnes qualités frottantes avec la surface extérieure (8) du boisseau (1), tel que du bronze fritté.

7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, applique à un moteur thermique fonctionnant selon le cycle à quatre temps avec introduction du carburant préalablement à l'aspiration de l'air de combustion dans la chambre de combustion, caractérisé en ce que des moyens racleurs du fluide lubrifiant injecte dans l'interface (e) sont disposes autour de l'orifice d'admission reliant le boisseau (1) à l'admission d'air de combustion et de carburant du moteur, ces moyens racleurs etant constitués d'un anneau d'étanchéité d'admission (29) dispose à la périphérie dudit orifice d'admission, venant en appui continu sur la surface extérieure (8) du boisseau (1) et apte à isoler l'intérieur de l'orifice d'admission de l'interface entre le boisseau (1) et son alésage (4) pour limiter-l'entrainement d'huile et/ou de carburant liquide à la surface (8) du boisseau (1) en rotation.

8.- Dispositif selon la revendication .7, caractérise en ce que l'anneau d'étanchéité (29) est, d'une part, réalisé en un matériau mou présentant de bonnes qualités frottantes avec la surface du boisseau tel que de la matière plastique et, d'autre part, repousse en permanence sur la surface du boisseau sous une pression sensiblement constante par un ressort (30).

9.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérise en ce que le boisseau (1) comporte deux passages séparés (36, 37) d'admission et respectivement d'échappement qui sont susceptibles de déboucher successivement tous les deux par rotation du boisseau (1), du côté de la chambre de combustion (2), sur l'anneau d'etancheite (6) et, du côté opposé à la chambre de combustion (2), sur des orifices de sortie qui sont chacun décalés sur l'axe du boisseau (1) par rapport à l'anneau d'étanchéité (6), de maniere à diminuer l'entraînement du carburant à la surface du boisseau et du carburant entraîné à l'admis- sion dans le passage d'admission ( 27) ménage à l'intérieur du boisseau.

10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les passages séparés (36, 37) d'admission ou d'échappement de deux chambres de combustion voisines sont ménagés dans le boisseau en debouchant sur un orifice de communication (38) avec l'admission ou l'échappement qui est commun aux deux chambres de combustion voisines de manière à réduire le nombre d'ouvertures à prévoir sur la face extérieure du boisseau.

11.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, appliqué à un moteur thermique fonctionnant selon le cycle à quatre temps, caractérisé en ce que le circuit d'admission de la chambre de combustion (2) comporte des moyens de suppresion du carburant dans l'air aspiré dans la chambre de combustion en fin d'admission, afin de limiter la quantite de carburant introduite dans le passage d'admission (27) ménagé dans le boisseau et qui n'a pas pénétré dans la chambre de combustion (2) au cours de la phase d'aspiration.

12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que, dans le cas ou le carburant est introduit par injection dans l'air d'admission, les moyens de suppression sont constitués par l'arrêt de l'injection de carburant nettement avant la fin de la phase d'aspiration.

13.- Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens de suppresion sont constitués par au moins un passage auxiliaire (39, 40) d'air riche en carburant tel qu'une émulsion, ménagé dans le boisseau (1) et la culasse (32) de la chambre de combustion et en ce que le passage auxiliaire (39, 40) débouche sur l'interface entré le boisseau (1) et son alésage (4) en un point tel qu'il est obturé par la rotation du boisseau (1) avant que la (ou les) ouverture(s) principale(s) d'admission (25) ne le soi(en)t.