FR2585075A1 - Procede de fonctionnement d'un moteur a combustion interne a allumage par etincelle, moteur a combustion de ce type et vehicule automobile equipe d'un tel moteur - Google Patents

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Abstract

SELON L'INVENTION, DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE 9 A ALLUMAGE PAR ETINCELLE, LE CARBURANT EST INJECTE DIRECTEMENT DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION 22 DU MOTEUR. LES MOMENTS D'INJECTION DU CARBURANT ET D'ALLUMAGE DE LA CHARGE CONTENANT LE CARBURANT SONT SYNCHRONISES EN FONCTION DE LA CHARGE DU MOTEUR 9 POUR DIFFERENTES CONDITIONS DE VITESSE. DANS DES CONDITIONS DE FAIBLE CHARGE ET VITESSE, SENSIBLEMENT TOUT LE CARBURANT EST INJECTE APRES LA FERMETURE DE LA LUMIERE D'ECHAPPEMENT 20, ET LA CHARGE DE CARBURANT EST ALLUMEE OU INFLAMMEE ENTRE 40 ET 70 DE L'ANGLE DE ROTATION DU VILEBREQUIN 14 AVANT LE POINT MORT HAUT DU CYCLE DU MOTEUR 9. DANS DES CONDITIONS DE CHARGE ELEVEE, SENSIBLEMENT TOUT LE CARBURANT EST INJECTE AVANT LA FERMETURE DE LA LUMIERE D'ECHAPPEMENT 20. APPLICATION AUX MOTEURS EQUIPANT LES VEHICULES DE TOUT TYPE, ET EN PARTICULIER LES MOTEURS MARINS DE TYPE HORS-BORD.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de fonctionnement d'un
moteur à combustion interne à allumage par étincelle, ainsi qu'à un moteur à combustion interne de ce type et à un véhicule automobile équipé d'un tel moteur. L'invention se rapporte plus précisément à Ta synchronisation de la phase d'allumage et d'injection d'un moteur à combustion interne à allumage par étincelle, dans lequel le carburant est injecté directement dans la
chambre de combustion du moteur.
Afin d'obtenir les niveaux les plus souhaitables d'efficacité dans l'utilisation du carburant et de contr6le des émissions d'échappement, il est souhaitable de commander la position du nuage du carburant atomisé dans la chambre de combustion. Il a été observé que la position préférée de ce nuage n'est pas constante, et en particulier, varie en fonction de la-charge et de la vitesse du moteur. Dans les moteurs à deux temps, la commande du nuage de carburant est d'une importance particulière afin de limiter les pertes de carburant par la lumière d'échappement, qui peut ne pas être totalement fermée pendant au moins une partie de la période
d'injection du carburant.
I1 est bien compris que sous des charges 1égères, et donc des faibles taux d'alimentation en carburant, le degré de distribution du carburant dans le cylindre doit être limité afin de réduire le degré de dilution du carburant par son mélange avec le gaz présent dans la chambre de combustion. La dilution du carbur&nt donne un mélange pauvre qu'il est plus difficile d'enflammer et avec lequel il est plus difficile de maintenir la combustion jusqu'à ce que la charge totale de carburant soit brulée. Cependant, sous forte charge et des débits élevés d'alimentation en carburant, le degré de distribution doit être augmenté afin d'assurer qu'une plus grande quantité de carburant soit mise en présence d'une quantité d'air suffisante (oxydant) afin d'assurer la
combustion de tout le carburant.
On sait qu'il est souhaitable d'établir une charge en carburant stratifiée dans la chambre de combustion, en particulier aux faibles charges du moteur et aux faibles vitesses, de sorte qu'une charge riche en carburant soit située à proximité de la bougie. Cependant, aux faibles vitesses du moteur, il existe un intervalle de temps entre l'injection de carburant et l'allumage qui peut permettre une dispersion importante du carburant à l'intérieur de la chambre de combustion. De plus, sous fortes charges aux vitesses relativement élevées du moteur, conditions pour lesquelles une dispersion ou une diffusion de carburant est souhaitable, on dispose de moins de temps entre l'injection de carburant et l'allumage pour assurer cette dispersion. Ce problème est aggravé par le fait que l'on a généralement cru qu'il était souhaitable de commencer l'injection de carburant après, ou seulement très peu de temps avant, la fermeture de la lumière d'échappement. Cette pratique est basée sur la croyance qu'une injection plus précoce aurait pour conséquence qu'une partie du carburant nouvellement injecté serait emportée à l'extérieur du moteur par la lumière
d'échappement, avant que celle-ci ne soit fermée.
Cependant, de telles pratiques n'ont pas conduit à l'obtention de la distribution requise de carburant respectivement aux vitesses du moteur faibles et élevées et elles contribuent ainsi à une combustion potentiellement incomplète de tout le carburant et à des émissions d'échappement indésirables qui en résultent, en particulier
des hydrocarbures (HC).
En conséquence, un objet de la présente invention est de proposer un procédé de fonctionnement d'un moteur, en particulier d'un moteur à deux temps, qui permette de commander la distribution de carburant dans la chambre de combustion du moteur d'une manière assurant la
réduction des émissions d'échappement.
-- A cette fin et selon un aspect de la présente invention, on propose un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à deux temps et à allumage par étincelle, muni d'une chambre de combustion, et d'une lumière d'échappement ouverte et fermée en synchronisme avec le cycle du moteur afin de commander l'échappement de gaz à partir de la chambre de combustion, ledit procédé se caractérisant en ce qu'il comprend l'injection d'une quantité dosée de carburant directement dans la chambre de combustion de sorte que, aux faibles charges et vitesses du moteur, au moins 80% de la quantité dosée de carburant est distribuée dans la chambre de combustion après la fermeture de la lumière d'échappement, et qu'au moins pour certaines charges élevées du moteur, au moins 80% de la quantité dosée de carburant est distribué dans la chambre de combustion avant que la lumière d'échappement soit
fermée.
La synchronisation de l'injection de carburant de sorte que le carburant soit injecté plus tard, au cours de la course de compression, aprèes la fermeture de la lumière d'échappement, a pour résultat qu'un faible intervalle de temps est disponible pour que le carburant se disperse dans la chambre de combustion. Ceci est souhaitable aux faibles charges du moteur, en particulier aux faibles charges et vitesses du moteur. De même, l'injection du carburant après la fermeture de la lumière d'échappement signifie qu'il y a sensiblement moins de mouvement des gaz dans la chambre de combustion, ce qui contribue également à limiter la dispersion ou diffusion du carburant. Une fuite naturelle de carburant par la lumière d'échappement est empêchée si l'injection de carburant se produit après la fermeture de la lumière d'échappement. Cependant, sous une forte charge du moteur, le carburant est injecté plus tôt dans le cycle du moteur, de sorte que l'injection est sensiblement achevée au moment o la lumière d'échappement est fermée. Pour distribuer le carburant dans la chambre de combustion, ceci procure un temps plus long que celui qui est disponible avec des instants d'injection plus tardifs, en particulier par comparaison avec les moments d'injection antérieurement utilisés, pour lesquels l'injection est sensiblement effectuée après la fermeture de l'orifice de sortie, dans
toutes les conditions de fonctionnement.
Sur de nombreux moteurs, ou sous certainés conditions de fonctionnement à charge et vitesses élevées, il peut être préférable que sensiblement tout le carburant soit distribué à la chambre de combustion avant la fermeture de la lumière d'échappement, cependant, un perfectionnement considérable peut être réalisé dans le contrôle de la dispersion de carburant si seulement au moins 80% de la quantité dosée est ainsi distribuée. De manière similaire, aux faibles charges et vitesses, un perfectionnement significatif est obtenu si au moins 80% de la quantité dosée est délivrée dans la chambre de combustion, après la fermeture de la lumière d'échappement, mais généralement dans ces conditions de fonctionnement, l'injection n'est pas commencée avant la
fin de la fermeture de la lumière d'échappement.
Avantageusement, aux faibles charges et vitesses, le commencement de l'injection peut être tardif au point de correspondre à un angle de rotation de vilebrequin de 10 ou même de 5 avant l'allumage de la charge de carburant dans la chambre de combustion. Sous faible charge du moteur, on a trouvé qu'il était souhaitable d'enflammer le carburant à un instant précoce au point qu'il corresponde à un angle de rotation du vilebrequin de 70 avant le point mort haut (PMH) du cycle moteur, c'est- à-dire le point de volume minimum de la chambre de combustion. De préférence, l'allumage aux faibles- charges peut se produire dans la plage angulaire allant de 40 à 70 avant le PMH. Dans des conditions de fonctionnement sous forte charge, il a été trouvé que l'injection du carburant peut être commencée avant le point mort bas (PMB) du cycle moteur (volume maximal de la chambre de combustion), en
particulier aux vitesses supérieures à 3000 tours/minute.
En fait, aux charges et vitesse très élevées, l'injection peut commencer avant l'ouverture de la lumière d'échappement, laquelle se produit généralement avant le PMB. Il doit être bien compris qu'il y a un certain retard temporel entre le début de l'actionnement du dispositif d'injection et la distribution effective de carburant dans la chambre de combustion, et, pour certains dispositifs d'injection de carburant, entre la fin de la distribution de carburant et la fermeture effective de l'injecteur. En conséquence, en pratique, il y a une différence entre le temps réel entre le commencement de l'ouverture et la fermeture. finale de la soupape
d'injection, et la période de la distribution du carburant.
Ce facteur doit être considéré lorsqu'on détermine la proportion de la quantité dosée de carburant qui est distribuée dans la chambre de combustion, à n'importe quel instant choisi au cours du cycle de fonctionnement du moteur. Conformément à un autre aspect de la présente invention, et en conservant à l'esprit l'objet de l'invention préalablement mentionné, on propose un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne qui se caractérise en ce qu'il comprend l'injection d'une quantité dosée de carburant, directement dans une chambre de combustion du moteur afin d'établir une distribution stratifiée de carburant dans la charge de gaz présente dans la chambre de combustion, et la commande de l'instant de l'inflammation dudit carburant de sorte que, sous de faibles charges du moteur, l'inflammation est effectuée pour un angle de rotation du vilebrequin compris entre 40 et 70 avant le PMH. De préférence, l'allumage est effectué à ou avant 50 et de préférence après 65 avant le PMH. L'allumage du carburant à un tel point au cours du cycle du moteur a pour conséquence une combustion du carburant qui commence à l'instant d'allumage, lorsque la charge de gaz n'a pas été complètement comprimée, et en conséquence, la dispersion du carburant dans une partie importante de la charge de gaz ne s'est pas produite. On pense que la forte pression développée par le commencement de la combustion limite l'écoulement d'une partie supplémentaire de la charge de gaz dans la zone contenant du carburant dans la chambre de combustion, car la compression de la charge de gaz se poursuit lorsque le piston remonte, et la forte pression précédemment mentionnée limite également la dispersion du carburant dans la charge de gaz par comparaison à ce qui se produirait avec des instants d'allumage plus tardifs, normalement utilisés. En conséquence, une synchronisation d'allumage plus précoce assure un contrôle de la distribution du carburant, ce qui est essentiel aux faibles charges et vitesses afin d'assurer la combustion d'une proportion très importante du carburant et ainsi de limiter les émissions
à l'échappement, en particulier les hydrocarbures.
La commande et le contrôle présentés ci-
dessus de la distribution du carburant résultant d'un allumage précoce sont particulièrement efficaces dans les moteurs ayant une cavité dans laquelle le carburant est injecté et dans laquelle on commence l'allumage. Dans de tels moteurs, l'effet de giclement, par lequel, dans la dernière phase de compression, la charge de gaz est déplacée latéralement de manière à pénétrer dans la cavité avec une grande vitesse, favorise un degré élevé de mélange du carburant avec une partie importante de la charge de gaz. Cependant, la pression élevée développée dans une telle cavité par la synchronisation d'allumage précoce proposée par l'invention s'oppose à l'effet de giclement afin de limiter le mélange du carburant avec la charge de
ggaz.
De préférence, aux faibles vitesses et charges du moteur, comprenant les charges allant jusqu'à % de la charge maximale pouvant être atteinte pour une vitesse particulière, au moins 80% et, de préférence, toute la quantité dosée du carburant disponible pour l'injection dans la chambre de combustion par cycle du moteur, est distribuée dans la chambre de combustion après la fermeture de la lumière régulant l'échappement de gaz hors de la chambre. Aux vitesses et charge élevées du moteur, il est souhaitable de distribuer à la chambre de combustion jusqu'à 80% de la quantité dosée de carburant avant que la
lumière d'échappement ne soit fermée.
Les vitesses faibles et élevées du moteur sont ainsi dénommées en fonction de chaque moteur particulier considéré, et ces dénominations seront bien comprises par l'homme du métier. Cependant, comme indication générale, dans le contexte d'un moteur à deux temps pour des applications auto-motrices modernes, une vitesse faible peut être considérée comme étant une vitesse inférieure à 1500 tours/minute et une vitesse élevée comme
étant une vitesse supérieure à 50% dela vitesse maximum.
Si la vitesse au point mort est supérieure à 1500 tours/minute, alors la vitesse de point mort sera choisie de manière appropriée, comme étant la valeur de vitesse faible. La plage de vitesses du moteur élevées suggérée ci-dessus peut apparaître à une personne non qualifiée, comme comprenant une plage excessivement large, cependant, au cours du cycle d'entraînement normal de moteurs du type équipant les automobiles, les vitesses dépassent rarement 50% de sa vitesse maximum. De manière similaire, les termes relatifs de charges de moteur faibles et élevées seront compris d'une manière générale par l'homme du métier. A nouveau cependant, comme indication générale, dans le contexte d'un O10 moteur à deux temps pour des applications auto-motrices modernes, des charges élevées peuvent être considérées comme celles qui sont supérieures à 75% de la charge maximum qui peut être assurée par le moteur à cette vitesse tandis que de faibles charges sont celles qui sont inférieures à 30% de la charge maximum pouvant être assurée
par le moteur à cette vitesse.
Il doit être bien compris que la référence à un pourcentage de la charge du moteur est ce pourcentage de la charge maximum qui peut être atteint sur le moteur à
la vitesse particulière considérée.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de
la description qui suit d'un dispositif d'injection de
carburant et d'un moteur typique pour la mise en oeuvre de
la présente invention, en référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins: - la Figure 1 est une vue en coupe d'un moteur à deux temps auquel le procédé de contr8le de combustion proposé par l'invention est applicable; - la Figure 2 est une vue en élévation, en partie en coupe, d'un dispositif d'injection et de dosage de carburant destiné à être utilisé pour la distribution de carburant. au moteur représenté sur la Figure 1, cette figure représentant également des connexions schématiques à des appareils accessoires, et - les Figures 3 et 4 représentent une série de graphiques indiquant les moments de l'injection du carburant pour différentes vitesses du moteur de la
Figure 1.
En se référant à Iré6sent à la Figure 1, le moteur 9 est un moteur monocylindre à deux temps, de construction générale classique, comprenant un cylindre 10, un carter-moteur 11 et un piston 12, effectuant un mouvement alternatif dans le cylindre 10. Le piston 12 est accouplé par l'intermédiaire de la bielle 13 au vilebrequin 14. Le carter-moteur est muni de lumières d'admission d'air 15 écuiées de soupapes à lames vibrantes classiques 19, et trois passages de transfert 16 (dont l'un
seulement est représenté) font communiquer le carter-
moteur avec les lumières de transfert correspondantes, dont deux d'entre elles sont représentées en 17 et 18, la troisième étant équivalente à la lumière 17, sur le c6té
opposé à la lumière 18.
Chaque lumière est ménagée dans la paroi du cylindre 10, et les bords supérieurs respectifs de ces lumières sont situés dans le même plan diamétral du cylindre. Une lumière d'échappement 20 est ménagée dans la paroi du cylindre, sensiblement à l'opposé de la lumière de transfert centrale 18. Le bord supérieur de la lumière d'échappement est légèrement au-dessus du plan diamétral des bords supérieurs des lumières de transfert, et se fermera en conséquence plus tard dans le cycle du
fonctionnement du moteur.
La culasse amovible 21 comprend une cavité de combustion 22, dans laquelle la bougie 23 et l'injecteur de carburant 24 font saillie. La cavité 22 est disposée sensiblement symétriquement par rapport au plan axial du cylindre passant par le centre de la lumière de transfert 18 et de la lumière d'échappement 20. La cavité 22 s'étend transversalement au cylindre, de la paroi du cylindre qui est située immédiatement au-dessus de la lumière de transfert 18 jusqu'à une certaine distance au-delà de l'axe
central du cylindre.
La forme de la section de la cavité 22, dans le plan axial du cylindre mentionné ci-dessus, est sensiblement arquée au point le plus profond ou base 28, l'axe central de l'arc étant relativement plus rapproché de l'axe du cylindre que de la paroi du cylindre au-dessus de la lumière de transfert 18. L'extrémité de la base arquée 28 la plus rapprochée de la paroi du cylindre, au-dessus de la lumière de transfert 18, se raccorde à une face généralement plane 25 prolongée jusqu'à la face inférieure 29 de la culasse 21, adjacente à la paroi du cylindre. La face 25 est inclinée vers le haut, de la paroi du cylindre
jusqu'à la base cintrée 28 de la cavité.
L'extrémité intérieure ou opposée de la base cintrée 28 se raccorde à une face fortement inclinée et relativement courte 26, qui s'étend jusqu'à la face inférieure 29 de la culasse. La face 26 se raccorde également à la face inférieure 29 en formant un angle relativement raide. Les parois latérales opposées de la cavité (l'une d'entre elles seulement étant présentée en ) sont généralement planes et parallèles au plan axial du cylindre mentionné ci-dessus, et se raccordent également avec la face inférieure 29 de la culasse de manière à
former un angle fortement incliné.
L'injecteur 24 est situé dans la partie la plus profonde de la cavité 22, alors que la bougie 23 fait saillie dans la cavité 22 sur la face de la cavité qui est la plus éloignée de la lumière de transfert 18. En conséquence, la charge d'air pénétrant dans le cylindre s'écoulera dans la cavité au-delà de l'injecteur 24, vers la bougie, et ainsi transportera le carburant de
l'injecteur jusqu'à la bougie.
D'autres détails de la forme de la cavité 22 et du processus de combustion qui en découle sont divulgués dans la demande de brevet anglais n 86.12601, déposée le 23 mai 1986, et la demande de brevet américain correspondante déposée le 26 mai 1986 et intitulée "Perfectionnements relatifs aux moteurs à combustion interne à deux temps"; dont les inventeurs sont Messieurs
Schlunke et Davis, documents dont les descriptions sont
incorporées à la présente par voie de référence.
La forme et la disposition de la cavité 22, telle que décrite ci-dessus et telle que décrite de manière plus détaillée dans les demandes de brevet ci-dessus référencées, favorisent la formation d'une distribution
stratifiée de carburant dans la chambre de combustion.
Cette stratification est de plus facilitée par l'instant retardé de l'injection de carburant dans la cavité 22, dans des conditions de fonctionnement sous faible charge. La stratification du carburant est de plus facilitée par utilisation d'un injecteur à faible pénétration de vaporisation pour l'injection du carburant. Un injecteur
particulièrement adapté est divulgué dans la description de
notre demande de brevet australien n PHI01557 intitulée "Perfectionnements relatifs aux injecteurs pour système d'injection de carburant", dont les inventeurs sont Peter Ragg et Roy Brooks, et la demande de brevet correspondante déposée aux Etats-Unis d'Amérique ce même jour, les
descriptions de ces deux demandes étant incorporées dans la
présente description par voie de référence.
L'injecteur 24 est une partie intégrante d'un système d'injection et de dosage de carburant par lequel du carburant entraîné dans de l'air est envoyé dans la chambre de combustion du moteur par la pression de l'alimentation en air. Une forme particulière d'une telle unité d'injection et de dosage de carburant est représentée
sur la Figure 2 des dessins.
L'unité de dosage et d'injection de carburant comprend un dispositif de dosage de carburant adéquat 30,
disponible dans le commerce, tel qu'un injecteur à corpsd'-
étranglement du type pour automobile, couplé à un corps d'injecteur 31 muni àa l'intérieur d'une chambre de maintien 32. L-e carburant est aspiré du réservoir de carburant 35 par une pompe à carburant 36, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 37, et le carburant est distribué par la lumière d'admission de carburant 33, au dispositif de dosage 30. Le dispositif de dosage, fonctionnant de façon connue en soi, dose une quantité de carburant dans la chambre de maintien 32 en fonction de la demande en carburant du moteur. L'excédent de carburant envoyé au dispositif de dosage est renvoyé au réservoir de carburant par l'intermédiaire de la lumière de retour du carburant 34. La réalisation particulière du dispositif de dosage du carburant 30 n'est pas essentielle pour la présente invention, et il est possible d'utiliser un dispositif
approprié quelconque.
En fonctionnement, la chambre de maintien 32 est pressurisée par de l'air fourni par une source d'alimentation en air 38, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 39, au travers de la lumière
d'admission 45 du corps 31.
La soupape d'injection 43 est actionnée pour permettre la décharge de l'air sous pression avec la quantité dosée de carburant, par la lumière d'injecteur 42, dans une chambre de combustion du moteur. La soupape d'injection 43 est une soupape du type en champignon s'ouvrant vers l'intérieur, en direction de la chambre de combustion, c'est-à-dire vers l'extérieur de la chambre de
maintien.
La soupape d'injection 43 est accouplée, par la queue de soupape 44, qui traverse la chambre de maintien 32 à l'armature 41 du solénoïde 47 logé dans le corps d'injecteur 31. La soupape 43 est rappelée en position fermée par le ressort à disque 40, et elle est
ouverte par l'excitation du solénoïde 47.
D'autres détails du fonctionnement de ce système d'injection de carburant sont donnés dans la demandé de brevet australien n 32.132/84 et dans la demande de brevet correspondantedes Etats-Unis d'Amérique
n 740067 déposée le 2 avril 1985, les descriptions de ces
deux demandes étant incorporées dans la présente
description par voie de référence.
L'excitation du solénoïde 47 est synchronisé en fonction du cycle du moteur par un processeur électronique convenable 50. Le processeur reçoit un signal d'entrée provenant du capteur de vitesse 51 lequel signal est représentatif de la vitesse du moteur et identifie également un point de référence dans le cycle du moteur, point de référence par rapport auquel les opérations
peuvent être synchronisées en fonction du cycle du moteur.
Le processeur 50 reçoit également un signal provenant du capteur de charge 52, lequel signal est représentatif du débit d'écoulement d'air vers le système d'injection d'air du moteur. Le processeur est programmé afin de déterminer à partir du signal indiquant le débit d'écoulement d'air,
la demande en charge exercée sur le moteur.
Le processeur 50 est de plus programmé afin de déterminer, à partir des conditions de charge et de vitesse du moteur, la synchronisation nécessaire de
l'injection de carburant dans la chambre de combustion.
Avantageusement, le processeur comporte une carte multipoints indiquant les instants d'injection nécessaires sur une plage de vitesses et de charges du moteur, ces instants ayant été déterminés à partir d'essais exécutés afin d'obtenir des niveaux requis d'émission à l'échappement et de puissance motrice. Le processeur est programmé de manière similaire afin de déterminer et de contrôler l'instant d'allumage du moteur en fonction de la
charge et de la vitesse du moteur.
Le processeur délivre des signaux appropriés à l'actionneur d'injection 53 et à l'actionneur d'allumage 54, conformément aux déterminations, afin d'exciter le solénoïde 47 à l'instant nécessaire pour assurer 1l'injection de carburant, et pour activer la bougie 23 à l'instant nécessaire pour assurer l'allumage. La structure générale des capteurs de vitesse et de charge
qui conviennent pour être utilisés comme indiqué ci-
dessus, est bien connue dans l'industrie, comme le sont les processeurs destinés à exécuter les fonctions nécessaires
qui sont remplies par le processeur 50.
La Figure 3 représente un jeu de trois courbes du début de l'injection du carburant et de la fin de l'injection du carburant, pour trois vitesses différentes du moteur comprises dans la plage de vitesse faible, telles qu'elles sont commandées en fonction de la charge du moteur. La courbe A est donnée pour une vitesse de 1100 tours/minute, la courbe B pour une vitesse de 1300 tours/minute et la courbe C pour 1500 tours/minute. Les données représentées par les courbes sont obtenues à partir d'essais sur un moteur à deux temps, tel que représenté d'une manière générale sur la Figure 1, dans lequel la lumière d'échappement s'ouvre à 270 avant le point mort haut (PMH), et se ferme à 90 avant le point mort haut
(PMH).
La Figure 4 représente un jeu de trois courbes de moments d'injection sur les mêmes bases que pour la Figure 3, mais elles sont données en relation avec trois vitesses du moteur prises dans la plage de vitesse élevée du même moteur. La courbe D est obtenue pour une vitesse de 3000 tours/minute, la courbe E pour 3750 tours/minute
et la courbe F pour 4500 tours/minute.
Les courbes des Figures 3 et 4 montrent le début et la fin de l'injection par rapport à des angles du vilebrequin avant le point mort haut (PMH) au cours du cycle moteur, en fonction de la charge du moteur représentée par la charge d'air par était du moteur pour chaque cylindre du moteur, et était mesurée en milligrammes. La charge d'air est en relation directe avec la charge du moteur. Le trait plein représente le début de l'injection du carburant et le trait interrompu la fin
de l'injection du carburant.
Sur la Figure 3, les courbes relatives au fonctionnement à basse vitesse montrent que l'injection de carburant est commencée bien après la fermeture de la lumière d'échappement, qui se produit à 90 avant le PMH, et qu'à 1100 tours/minute, cette situation existe sur une majeure partie de la plage de charge. On observe, à partir des trois courbes, que le début de l'injection commence à se déplacer vers la fermeture de la lumière d'échappement à des charges du moteur progressivement plus faibles, lorsque la vitesse du moteur augmente. Cependant, même à 1500 tours/minute il est toujours bien après la fermeture de la lumière d'échappement, et le début de l'injection ne commence pas à se déplacer vers la fermeture de la lumière d'échappement jusqu'à environ 25% de la charge maximum, et ne se déplace pas dans la période précédente de fermeture de la lumière d'échappement jusqu'à ce que le moteur se mette à fonctionner à une charge supérieure à environ 50%
de la charge maximum.
Il doit être bien compris qu'aux faibles vitesses, au moins 80%, et de préférence toute la quantité du carburant sera injectée après la fermeturede la lumière d'échappement à une charge allant jusqu'à 25% de la charge maximum pouvant être atteinte à cette vitesse particulière. Les courbes relatives aux vitesses élevées du moteur sur la Figure 4 représentent une poursuite de la tendance mentionnée ci-dessus en relation avec la Figure 3, dans la mesure o lorsque la vitesse du moteur augmente, le moment du début d'injection est progressivement plus précoce dans le cycle. A 3000 tours/minute et à des charges supérieures à environ 60% de la charge maximum, l'injection du carburant commence et s'arrête avant la fermeture de la lumière d'échappement. Lorsque la vitesse du moteur augmente, la charge pour laquelle tout le carburant est injecté avant la fermeture de la lumière d'échappement diminue progressivement. A 4500 tours/minute, tout le carburant est injecté avant la fermeture de la lumière d'échappement pour toutes charges
au-dessous d'environ 30% de la charge totale.
Il doit être noté qu'aux vitesses représentées sur les courbes de la Figure 4, le début de l'injection se produit avant le point mort bas (180 avant le PMH) pour toutes les charges supérieures à environ 60% de la charge maximum du moteur, et lorsque la vitesse augmente, ce pourcentage de la charge maximum du moteur diminue. A 4500 tours/minute, le début de l'injection avant le point mort bas existe pour toutes les charges
supérieures à environ 15% de la charge maximum du moteur.
Il doit également être noté qu'à 3750 tours/minute et à des charges très élevées, l'injection commence plus tôt que 270 avant le PMH, c'est-àdire même avant l'ouverture de
la lumière d'échappement.
Dans le présent mémoire descriptif, une référence particulière est faite à l'utilisation de la présente invention en combinaison avec un moteur fonctionnant selon un cycle à deux temps et avec allumage par étincelle, cependant, il doit être bien compris que l'invention est également applicable à des moteurs fonctionnant selon le cycle à quatre temps. L'invention est applicable aux moteurs à combustion interne destinés à toutes applications, mais elle est particulièrement utile pour contribuer aux économies de carburant et au contrôle des émissions d'échappement dans des moteurs destinés aux véhicules, y compris les automobiles, les motocyclettes et
les bateaux, y compris les moteurs hors-bords.
Dans le présent mémoire descriptif, les termes- "charges et vitesses élevées" sont utilisés pour signifier à la fois, des charges élevées et des vitesses élevées, comme condition simultanée du moteur, plutôt que comme condition alternative. De manière similaire, les termes "charges et vitesses faibles" concernent la situation dans laquelle ces deux conditions sont
simultanément remplies.

Claims (18)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (9) à deux temps et à allumage par étincelle, muni d'une chambre de combustion (22) et d'une lumière d'échappement (20) ouverte et fermée en synchronisme avec le cycle du moteur afin de commander l'échappement de gaz hors de la chambre de combustion (22), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'injection d'une quantité dosée de carburant directement 1.0 dans la chambre de combustion (22) de sorte qu'aux faibles vitesses et charges du moteur (9) au moins 80% de la quantité dosée de carburant est distribuée dans la chambre de combustion (22) après que la lumière d'échappement (20) se soit fermée et au moins à certaine charge élevée du moteur, au moins 80% de la quantité dosée de carburant est distribuée dans la chambre de combustion (22) avant que la
lumière d'échappement (20) n'ait été fermée.
2. Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (9) à deux temps et à allumage par étincelle, muni d'une chambre de combustion (22) et d'une lumière d'échappement (20) ouverte et fermée en synchronisme avec le cycle du moteur afin de commander l'échappement de gaz hors de la chambre de combustion (22), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'injection d'une quantité dosée de carburant directement dans la chambre de cobustion (22) de sorte qu'aux faibles vitesses et charges du moteur au moins 80% de la quantité dosée de carburant est distribuée dans la chambre de combustion (22) après la fermeture de la lumière d'échappement (20), et qu'aux vitesses et charges élevées du moteur au moins 80% de la quantité dosée de carburant est distribuée dans la chammbre de combustion (22) avant
que la lumière d'échappement (20) n'ait été fermée.
3. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'aux faibles
CAS A vitesses du moteur combinées à des charges du moteur inférieures à 25%, au moins 80% de la quantité dosée du carburant est distribuée dans la chambre de combustion (22)
après la fermeture de la lumière d'échappement (20).
4. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'aux charges et
vitesses élevées du moteur, sensiblement toutes les quantités dosées de carburant sont délivrées dans la chambre de combustion (22) avant que la lumière
d'échappement (20) ne soit fermée.
5. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'aux vitesses et
charges faibles, l'injection de carburant dans la chambre de combustion (22) est commencée à 5 ou plus avant
l'allumage du carburant dans la chambre de combustion (22).
6. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'aux vitesses et
charges faibles, l'injection de carburant dans la chambre de combustion (22) est commencée jusqu'à 30 après la
fermeture de la lumière d'échappement (20).
7. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins à
certaines charges et vitesses élevées, l'injection de carburant dans la chambre de combustion (22) est commencée
avant le point mort bas du cycle du moteur.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite injection est commencée avant
que la lumière d'échappement (20) ne commence a s'ouvrir.
9. Procédé selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins
pour certaines charges et vitesses élevées, l'injection de carburant dans la chambre de combustion (22) est achevée
avant que la lumière d'échappement (20) ne se ferme.
10. Procédé selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins
pour certaines charges faibles du moteur, l'allumage du carburant dans la chambre de combustion (22) est commencé entre 40 et 70 avant le point mort haut du cycle du moteur;
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit allumage est commencé à ou
avant 50 avant le point mort haut du cycle du moteur.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit allumage est commencé entre 50
et 65 avant le point mort haut du cycle du moteur.
13. Procédé selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la
quantité dosée de carburant est entraînée dans un gaz afin de former une charge gaz-carburant et ladite charge est injectée dans la chambre de combustion (22) afin d'assurer
l'alimentation en carburant dans celle-ci.
14. Procédé selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la
chambre de combustion (22) est en partie formée dans une culasse (21) du moteur (9) et le carburant est injecté dans la chambre de combustion (22) au travers de ladite culasse (21).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la culasse (21) présente une cavité (22) interne formant une partie de la chambre de combustion, et le carburant est injecté dans ladite cavité (22).
16. Moteur à combustion interne (9) caractérisé en ce qu'il est destiné à fonctionner conformément au procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 15 précédentes.
17. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un moteur à combustion interne destiné à fonctionner, conformément au procédé selon l'une
quelconque des revendications 1 à 15 précédentes.
18. Moteur à combustion interne selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit moteur est un
moteur de marine hors-bord.
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