FR2825751A1 - Moteur a deux temps dans un outil de travail portable, manoeuvre a la main - Google Patents
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Abstract
Un tel moteur comprend un cylindre (2) dans lequel est formée une chambre de combustion (3) délimitée par un piston (5) entraînant un vilebrequin par une bielle (7). Sont prévues une sortie d'échappement (12) et une entrée d'admission (13) qui forme l'une des extrémités d'un canal d'accumulation (14) dont l'autre extrémité (15) débouche dans le carter de vilebrequin (4) par une lumière (16) commandée par le piston (5). Le canal d'accumulation (14) est relié à un système d'alimentation en carburant (18) par un canal de mélange (17) amenant du carburant, de l'air de combustion étant amené au carter de vilebrequin (4) par une entrée de carter de vilebrequin (20) et étant refoulé dans la chambre de combustion par un canal de transfert (23) et une lumière de transfert (24). Il est prévu de relier le canal d'accumulation (14) au canal de mélange (17) par l'intermédiaire d'un canal de liaison (30) commandé par le piston (5).
Description
comprennent des moyens (20A, 20B) de stockage d'énergie séparés.
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L' invention concerne un moteur à deux temps, notamment en tant que moteur d'entraînement dans un outil de travail portable, man_uvré à la main, tel qu'une tronçonneuse à chaîne, une débroussailleuse, une tronconneuse à meule ou outil similaire, comprenant une chambre de combustion formée dans un cylindre et délimitée par un piston animé d'un mouvement de montée et de descente, ce piston entraînant par l'intermédiaire d'une bielle, un vilebrequin monté en rotation dans un carter de vilebrequin ou carter moteur, l'ensemble présentant également une sortie d' échappement évacuant les gaz d' échappement de la chambre de combustion, et une entrée d' admission qui alimente la chambre de combustion en mélange frais et forme l'une des extrémités d'un canal d' accumulation dont l'autre extrémité débouche dans le carter de vilebrequin par l'intermédiaire d'une lumière commandée par le piston, le canal d'accumulation étant relié à un canal de mélange amenant du carburant en provenance d'un système d'alimentation en carburant, et le carter de vilebrequin étant pourvu d'une entrée de carter de vilebrequin pour de l'air de combustion et présentant un canal de transfert vers la chambre de combustion, qui à l'une des extrémités débouche par une lumière de transfert dans la chambre de combustion et à l'autre
extrémité est relié au carter de vilebrequin.
Un tel moteur à deux temps est connu d'après le document WO 00/11334. Dans un cylindre est formée une chambre de combustion qui, en direction d'un carter moteur ou carter de vileUrequin, est délimitée par un
piston animé d'un mouvement de montée et de descente.
Le piston entraîne, par l'intermédiaire d'une bielle, un vilebrequin monté en rotation dans le carter de
vilebrequin et entraînant l'outil.
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Les gaz d'échappement produits lors de la combustion dans la chambre de combustion, sont évacués par l'intermédiaire d'une sortie de gaz d'échappement à laquelle est opposée une entrée d'admission amenant du mélange frais à la chambre de combustion. L'entrée d'admission forme l'une des extrémités d'un canal d' accumulation dont l'autre extrémité débouche dans le carter de vilebrequin par l'intermédiaire d'une lumière commandée par le piston. Le canal d' accumulation est ici relié à un système produisant le mélange et amenant le carburant, de l'air de combustion étant essentiellement amené au carter de vileUrequin par l'intermédiaire d'une entrée de carter de vilebrequin, et étant transféré dans la chambre de
combustion par l'intermédiaire d'un canal de transfert.
Ce moteur à deux temps constituant l'état de la technique sur lequel se base l' invention, exploite de manière part icul ière le niveau de pres s ion élevé des gaz d'échappement pour l' introduction d'un mélange de carburant riche dans la chambre de combustion. I1 est ici décisif que le canal d' accumulation présente une longueur telle qu'un volume suffisant soit disponible pour l' aspiration du mélange riche nécessaire, et qu'en outre soit garanti une introduction efficace de ce mélange dans l'entrée d'admission dans la chambre de combustion. A cet effet, l'entrée d'admission est ouverte sensiblement en même temps que la sortie d' échappement, de sorte que des gaz d' échappement se trouvant sous forte pression pénètrent par l'intermédiaire de l'entrce d'admission, dans le canal d' accumulation et s'y propagent sous forme d'onde de pression. Avant que l'onde de pression ne puisse atteindre l'autre extrémité du canal d'accumulation, celui-ci est obturé par le piston en déplacement vers le bas, de sorte que l'onde de pression est réfléchie
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sur la jupe du piston et retourne en sens inverse.
L'onde de pression de retour envoie alors brusquement, par l'intermédiaire de l'entrée d'admission à présent totalement ouverte, le mélange introduit préalablement dans le canal d' accumulation, dans la chambre de combustion, à laquelle est amené l'air de combustion nécessaire à la combustion, par l'intermédiaire du
canal de transfert.
Pour l'amenée préalable du carburant dans le canal d' accumulation, un système d'alimentation en carburant est raccordé dans la zone de l'entrée d'admission. Ce système d'alimentation en cardurant nécessite un clapet anti-retour de manière à éviter, lors de l' introduction du mélange riche, que l'impulsion réfléchie des gaz d'échappement entraîne un retour de carburant par l'intermédiaire du canal de mélange. Un tel clapet antiretour, en raison de ses propriétés influence l'ensemble du système, de sorte que l'on n'obtient pas toujours, pour toutes les plages de fonctionnement du moteur à combustion interne, une alimentation en carburant satisfaisante ou une amence préalable de carburant satisfaisante dans le canal
d' accumulation.
Le but de l' invention consiste à développer un moteur à combustion interne ou moteur thermique du type de celui mentionné en introduction, de facon à garantir, pour toutes les conditions de fonctionnement, une al imentat ion en carburant suffi sante dans le canal
d' accumulation.
Conformément à l' invention, ce but est atteint grâce au fait que le canal d' accumulation est relié au canal de mélange par l'intermédiaire d'un
canal de liaison commandé par le piston.
L'idée de base de l' invention consiste en la commande par le piston de la mise en route et de la
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mise à l'arrêt de l'alimentation en carburant, à savoir du canal de mélange, qui amène le carburant au canal d' accumulation. A cet effet, le piston est utilisé en tant qu'organe mécanique de commande pour un canal de liaison entre le canal de mélange et l'entrce d' admission du canal d'accumulation. La liaison entre le canal de mélange et le canal d'accumulation peut ainsi être commandée de manière prescrite par construction, de sorte que l'intervalle de temps minimal nécessaire pour toutes les conditions de fonctionnement, pour l' introduction du carburant
nscessaire, peut être réglée de manière fixe.
Avantageusement, le canal de mélange peut être relié au canal d' accumulation par l'intermédiaire de l'entrée d'admission, le canal de liaison étant formé dans le piston, et notamment réalisé sous forme de creux ou de rainure dans la jupe de piston du piston. Selon un développement de l' invention, le canal de mélange et l'entrée d'admission du canal d' accumulation sont disposés de manière superposée dans la direction de l'axe de cylindre, le canal de mélange, dans la direction de l'axe de cylindre, se situant sur le côté de l' entrée d' admission dirigé vers le carter
de vilebrequin.
En vue de garantir que tout d'abord, la dépression régnant dans le carter de cylindre soit utilisée pour l' aspiration du mélange carburant/air riche dans le canal d'accumulation, il est prévu de disposer l'entrée de carter de vilebrequin, dans la direction de l'axe de cylindre, entre l'entrée d'admission du canal d' accumulation conduisant dans la chambre de combustion et la lumière commandée du canal
d' accumulation conduisant au carter de vileUrequin.
Ainsi, lors de la montée du piston, c'est tout d'abord s 2825751 la lumière du canal d' accumulation qui est ouverte, de sorte que la dépression peut tout d'abord servir exclusivement pour l' aspiration du mélange carburant/air riche nécessaire. En raison de la position en hauteur de l'entrce de carter de vilebrequin par rapport à la lumière du canal d' accumulation, il est possible de déterminer dans le temps, sur quel angle de rotation de vilebrequin, la press ion du carter de vi lebrequin doit agir exclusivement sur le canal d' accumulation. Après ouverture de l'entrée de carter de vilebrequin, l' air de combustion nécessaire pour la combustion suivante, est aspiré dans le carter de vilebrequin, de faibles quantités de carburant pouvant avantageusement être mélangées à cet air de combustion, en vue de garantir le graissage des pièces mobiles dans le carter de vileUrequin. D'après une autre caractéristique de l' invention, le piston, lorsque l'entrée d'admission est ouverte vers la chambre de combustion, maintient sensiblement fermée la lumière du canal d' accumulation
conduisant au carter de vileUrequin, et inversement.
Par ailleurs, dans chaque position de la course de déplacement du piston, l'entrée d' admission et l' embouchure du canal de mélange sont sans liaison
d' écoulement vers l' entrée de carter de vileUrequin.
D'autres caractéristiques de l' invention,
apparaltront dans la description détaillée, qui va
suivre, d'un exemple de réalisation de l' invention représenté sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 en vue schématique, une partie en coupe d'un moteur thermique à introduction du mélange assistée par les gaz d'échappement,
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Fig. 2 une vue schématique selon la figure 1, avec un piston dans différentes positions de sa
course de déplacement.
Le moteur à combustion interne ou moteur s thermique représenté sur les dessins, est un moteur à deux temps 1, qui est notamment utilisé en tant que moteur d'entraînement dans un outil de travail man_uvré à la main tel qu'une tronçonneuse à chaîne, une débroussailleuse, une tronçonneuse à meule, un appareil lO de soufflage ou un outil similaire. Le moteur thermique 1 est un moteur à deux temps qui comprend, réalisée dans un cylindre 2, une chambre de combustion 3 qui est délimitée par un piston 5 en direction d'un carter de vileUrequin 4. Le piston 5 est animé d'un mouvement de montée et de descente dans le cylindre 2, dans la direction de l'axe 6 du cylindre, et entraîne, par l'intermédiaire d'une bielle 7, un vilebrequin monté en
rotation dans le carter de vilebrequin 4.
Le piston 5 se déplapant en montée et en descente dans la direction de la course 8, commande avec sa jupe de piston 9 et avec le bord de son fond de piston 10, plusieurs lumières qui sont prévues dans la
paroi intérieure 11 du cylindre 2.
A la chambre de combustion 3 est associée dans la paroi de cylindre 11, une sortie d'échappement 12 par l'intermédiaire de laquelle sont évacués les gaz d'échappement produits lors de la combustion d'un
mélange carburant/air dans la chambre de combustion 3.
A la sortie d'échappement 12 est associée, dans la paroi de cylindre, sensiblement à l'opposé, une entrée d'admission 13 par l'intermédiaire de laquelle le carburant nécessaire au fonctionnement est introduit dans la chambre de combustion 3 avec un écoulement d' air porteur. L' entrée d' admission 13 forme l'une des extrémités d'un canal d' accumulation 14, qui dans
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l'exemple de réalisation montré, est réalisé sous forme de canal extérieur du moteur thermique 1. L'autre extrémité 15 du canal d' accumulation 14 débouche dans une lumière 16 de la paroi intérieure 11 du cylindre 2, et conduit au carter de vilebrequin 4. L'entrce d' admission 13 tout comme la lumière 16 du canal d' accumulation 14, sont commandées par le piston 5, c'est à dire sont des ouvertures commandées en lumières
de cylindre.
Le canal d'accumulation 14 est par ailleurs en liaison avec un canal de mélange 17 amenant le carburant en provenance d'un système d'alimentation en carburant 18, qui peut être réalisé sous forme de carburateur à membrane. Le carburateur à membrane peut IS aspirer de l'air de combustion par l'intermédiaire d'un collecteur d' aspiration 19, l'air de combustion aspiré servant de moyen de transport pour le carburant à
introduire dans le moteur.
L' air de combustion nécessaire au maintien en fonctionnement au moins en charge partielle, voire en pleine charge, est amené à la chambre de combustion 3 par l'intermédiaire du carter de vilebrequin 4, une entrée de carter de vilebrequin 20 pour de l'air de combustion étant prévue à cet effet. Il peut s'avérer rationnel d' amener également, par l' intermédiaire de l'entrce de carter de vilebrequin 20, des parts de carburant, l'entrée de carter de vilebrequin pouvant à cet effet également être dotée d'un système de formation de mélange 21, tel qu'un carburateur à membrane. L' air de combustion aspiré dans le carter de vileUrequin 4 est amené à la chambre de combustion 3, par l'intermédiaire d'un canal de transfert 23 et d'une
lumière de transfert 24 commandée par le piston 5.
Comme le montre la représentation des figures 1 et 2, le canal de mélange 17 est relié au canal
8 2825751
d' accumulation 14 par l'intermédiaire d'un canal de liaison 30 commandé par le piston 5, le canal de mélange 17 pouvant, dans le cas de l'exemple de réalisation montré, être relié à l'entrée d'admission 13 du canal d' accumulation 14, par l'intermédiaire du canal de liaison 30. A cet effet, le canal de liaison peut avantageusement être formé dans le piston 5, par exemple sous la forme d'un creux 31 ou d'une rainure dans la jupe de piston 9 du piston 5. L'entrée d'admission 13 et l' embouchure 27 du canal de mélange 17 dans la paroi intérieure 11 du cylindre 2, sont avantageusement superposées, vu dans la direction de l'axe de cylindre 6, l' embouchure 27 étant située, dans la direction de l'axe de cylindre 6, sur le côté de l'entrée d' admission 13 dirigé vers le carter de
vilebrequin 4.
L'entrée de carter de vilebrequin 20 débouche également dans la paroi intérieure 11 du cylindre 2, et se situe, vu dans la direction de l'axe de cylindre 6, entre l'entrée d'admission 13 du canal d'accumulation 14 dans la chambre de combustion 3, et la lumière 16 commandée du canal d'accumulation 14 dans le carter de
vilebrequin 4.
Dans la direction 3 de la course de déplacement du piston 5, c' est à dire dans la direction de l'axe de cylindre 6, la distance de l'entrée d'admission 13 à la lumière 16 du canal d' accumulation 14 vers le carter de vileUrequin 4, est dimensionnce de manière telle, que le piston 5, pour une entrée d' admission 13 ouverte vers la chambre de combustion 3, maintienne sensiblement fermée la lumière 16 vers le carter de vileUrequin 4. Si l' entrée d' admission 13 est obLurée par le piston 5, la lumière 16 à l'autre extrémité 15 du canal d' accumulation 14, est ouverte
vers le carter de vilebrequin 4.
9 2825751
A partir d'une position de piston conforme à la figure 1, un volume 25 d'un mélange carburant/air est aspiré dans le canal d' accumulation 14, en provenance du canal de mélange 17, par l'intermédiaire du canal de liaison 30. Le volume du canal d' accumulation 14 est prévu de façon à ce que le mélange carburant/air 25 se cantonne essentiellement à
l' avant dans le tronçon de canal du canal d'accomula-
tion 14, qui se raccorde à l'entrée d' admission 13. Par l'intermédiaire de la lumière 16, il ne pénètre pratiquement pas de carburant dans le carter de vilebrequin 4; il peut s'avérer rationnel de prévoir une configuration telle, que par l'intermédiaire de la lumière 16 à l'autre extrémité 15 du canal d' accumulation 14, une faible part du mélange pénètre dans le carter de vilebrequin 4 en vue d'y contribuer
au graissage des parties mobiles.
Lors de la descente du piston, l'entrée de carter de vilebrequin 20, par l'intermédiaire de laquelle de l'air de combustion à été aspiré dans le carter de vilebrequin 4, est également obLurée tout comme la lumière 16 du canal d' accumulation 14. Environ simultanément avec la fermeture de la lumière 16 par la jupe de piston 9, se produit l'ouverture de l'entrée 2s d' admission 13 élargie en direction du sommet de la chambre de combustion ainsi que la sortie d'échappement 12, en vue de l' évacuation des gaz d' échappement se trouvant sous forte pression dans la chambre de combustion 3. En conséquence, les gaz d'échappement s'écoulent à travers la sortie d'échappement 12, mais pénètrent également, pour une certaine part, sous forte pression, dans le canal d' accumulation 14 en passant par l' entrée d' admission 13, pour s' écouler sous forme d'onde de pression, en direction du carter de vilebrequin 4. Avant que l'onde de pression des gaz
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d'échappement dans le canal d' accumulation 14 n'atteigne la lumière 16, celle-ci a été entre temps totalement fermée par la jupe de piston 9, de sorte que l'onde de pression est réfléchie sur la jupe de piston et s'écoule en retour en sens inverse. En raison du mouvement descendant du piston 5, à cet instant, l'entrée d'admission 13 est sensiblement totalement libérce et la lumière de transfert 24 du canal de transfert 23 est simultanément ouverte, de sorte que lO l'air de combustion comprimée dans le carter de vilebrequin 4 pénètre par l'intermédiaire de la lumière de transfert 24, dans la chambre de combustion 3, et l'onde de gaz d'échappement de retour refoule le mélange riche aspiré dans le canal d' accumulation 14, dans la chambre de combustion 3, par l'intermédiaire de l'entrée d' admission 13. Dans la chambre de combustion 3, le mélange riche 25 et l'air de combustion entré par l'intermédiaire de la lumière de transfert 24, se mélangent et sont ensuite comprimés par le piston 5 se déplapant alors vers le haut, jusqu'à l'allumage. Au cours de la montée du piston 5, le canal de liaison 30 relie l' embouchure 27 du canal de mélange 17 à l'entrée d' admission 13, de sorte que la dépression s'établissant dans le carter de vilebrequin 4 en raison du piston 5 se déplaçant vers le haut, aspire du carburant par l'intermédiaire de la lumière 16 du canal d'accumulation 14, à présent ouverte. C'est seulement lors de la poursuite du mouvement de montée, que l'entrée de carter de vileUrequin 20 pour l'air de combustion est ouverte; à cet instant, le mélange riche carburant/air 25 nécessaire au prochain cycle de
travail, est aspiré dans le canal d' accumulation 14.
Après allumage et inversion du mouvement de la course du piston 5, il se produit à nouveau une détente de la chambre de combustion 3 par l'intermédiaire de la
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sortie d'échappement 12, et une pénétration simultanée d'une onde de gaz d'échappement dans le canal d' accumulation 14 en passant par l'entrce d'admission
13. Le cycle de travail débute à nouveau initialement.
s Sur la figure 2 est indiquce en pointillés, la position inférieure (point mort bas) du piston, et en trait continu, la position haute (point mort haut) de la course du piston 5. Pour l'amenée du carburant, il peut être prévu un système d'alimentation mécanique de carburant 18, par exemple une soupape à pointeau ou un élément similaire. Avantageusement, il est prévu une alimentation du carburant, commandée par dépression, un venturi 22 étant réalisé à cet effet dans le canal de
mélange 17.
Grâce à la liaison montrée entre le canal de mélange 17 et le canal d'accumulation 14, par l'inter médiaire d'un canal de liaison 30 dans le piston, on réalise par construction, la possibilité de prescrire le temps de commande. Dans chaque position de la course du piston 5, il doit être garanti que le canal de liaison 30 n'établisse aucune liaison d'écoulement entre l'entrce de carter de vileUrequin 20 et l' embouchure 27 du canal de mélange 17 ou l'entrée d' admission 13 du canal d' accumulation 14. Cela peut 2s être obtenu par un décalage latéral de l'entrce de carter de vileUrequin 20 par rapport à l'entrée d'admission 13 et respectivement l' embouchure 27, ou par une nervure centrale 28 dans la lumière de l'entrée de carter de vilebrequin 20, qui obLure la rainure 31
dans le piston 5.
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Claims (9)
1. Moteur à deux temps, notamment en tant que moteur d'entraînement dans un outil de travail portable, man_uvré à la main, tel qu'une tronçonneuse à chaîne, une débroussailleuse, une tronçonneuse à meule ou outil similaire, comprenant une chambre de combustion (3) formée dans un cylindre (2) et délimitée par un piston (5) animé d'un mouvement de montée et de descente, ce piston (5) entraînant par l'intermédiaire lO d'une bielle (7) un vilebrequin monté en rotation dans un carter de vilebrequin ou carter moteur (4),
l'ensemble présentant également une sortie d'échap-
pement (12) évacuant les gaz d'échappement de la chambre de combustion (3) , et une entrée d'admission IS (13) qui alimente la chambre de combustion (3) en mélange frais et forme l'une des extrémités d'un canal d' accumulation (14) dont l'autre extrémité (15) débouche dans le carter de vilebrequin (4) par l'intermédiaire d'une lumière (16) commandée par le piston (5), le canal d' accumulation (14) étant relié à un canal de mélange (17) amenant du carburant en provenance d'un système d'alimentation en carburant (18), et le carter de vilebrequin (4) étant pourvu d'une entrée de carter de vilebrequin (20) pour de l' air de combustion et présentant un canal de transfert (23) vers la chambre de combustion (3), qui à l'une des extrémités déLouche par une lumière de transfert (24) dans la chambre de combustion (3) et à l'autre extrémité est relié au carter de vileUrequin (4), caractérisé en ce que le canal d' accumulation (14) est relié au canal de mélange (17) par l'intermédiaire d'un
canal de liaison (30) commandé par le piston (5).
2. Moteur à deux temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de mélange (17) peut
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être relié au canal d' accumulation (14) par
l'intermédiaire de l'entrée d'admission (13).
3. Moteur à deux temps selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le canal de liaison (30) est formé dans le piston (5).
4. Moteur à deux temps selon la revendication 3, caractérisé en ce que le canal de liaison (30) est réalisé sous forme de creux dans la jupe de piston (9)
du piston (5).
l0
5. Moteur à deux temps selon l'une des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal de
mélange (17) et l' entrée d' admission (13) du canal d' accumulation (14) sont disposés de manière superposée
dans la direction de l'axe de cylindre (6).
6. Moteur à deux temps selon la revendication , caractérisé en ce que le canal de mélange (17), dans la direction de l'axe de cylindre (6), se situe sur le côté de l' entrée d' admission (13) dirigé vers le carter
de vilebrequin (4).
7. Moteur à deux temps selon l'une des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'entrce de
carter de vilebrequin (20), dans la direction de l'axe de cylindre (6), est disposée entre l'entrée d'admission (13) du canal d' accumulation (14) conduisant à la chambre de combustion (3) et la lumière (16) du canal d' accumulation (14) conduisant au carter
de vileUrequin (4).
8. Moteur à deux temps selon l'une des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le piston
(5), lorsque l'entrée d'admission (13) est ouverte vers la chambre de combustion (3), maintient sensiblement fermée la lumière (16) du canal d' accumulation (14) conduisant au carter de vilebrequin (4), et inversement.
14 2825751
9. Moteur à deux temps selon l'une des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce que dans chaque
position de la course de déplacement du piston (5), l'entrée d'admission (13) et l' embouchure (27) du canal de mélange (17) sent sans liaison d'écoulement vers
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