FR2857408A1 - Moteur a combustion interne a balayage des gaz brules residuels presents dans une chambre de combustion et procede permettant un tel balayage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un moteur à combustion interne, notamment à allumage commandé, comprenant au moins un cylindre (10) avec une chambre de combustion (16), un équipage mobile comportant un piston (14) mobile en translation sous l'action d'une bielle (28) liée par un axe (24) audit piston et raccordée à un maneton (32) d'un vilebrequin (34), ledit piston effectuant une course (C) dans la chambre (16) entre un point mort haut et un point mort bas en laissant subsister un volume mort (52) au point mort haut dudit piston.Selon l'invention, l'équipage mobile comprend des moyens d'allongement (54, 56, 58, 60; 74; 80; 84) de la course du piston (14) au-delà du point mort haut pendant la phase d'échappement du moteur.

Description

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne,

notamment à allumage commandé, à balayage des gaz brûlés résiduels présents dans une chambre de combustion et à un procédé permettant un tel balayage.

Un moteur à combustion comprend généralement au moins un cylindre à l'intérieur duquel coulisse un piston dans un mouvement translatif alternatif entre une position haute, appelée point mort haut (PMH) et une position basse, dénommée point mort bas (PMB). Dans ce cylindre, une chambre de combustion est généralement délimitée par la paroi du cylindre, le haut du piston et la face de la culasse en regard de ce piston. Il est généralement admis de laisser subsister, dans la chambre de combustion, un volume mort lorsque le piston est au point PMH pour assurer un taux de compression permettant une maîtrise de la combustion de l'air admis dans cette chambre de combustion.

Ce volume mort a cependant un inconvénient non négligeable dans le sens que, à la fin de la phase d'échappement du moteur, il est occupé par des gaz brûlés résiduels, à hautes températures et à une pression supérieure à la pression atmosphérique, qui n'ont pas été évacués. Ces gaz brûlés résiduels sont des éléments qui perturbent la combustion dans la chambre car, d'une part, ils sont générateurs de cliquetis, lors de fonctionnement du moteur à fortes charges, du fait de leurs hautes températures et, d'autre part, ils limitent le remplissage en air frais de la chambre de combustion lors de la phase d'admission du moteur.

Pour pouvoir gagner en performance du moteur et éviter le phénomène de cliquetis, il est déjà connu d'éliminer les gaz brûlés résiduels séjournant dans la chambre de combustion d'un moteur à la fin de la phase d'échappement.

A titre d'exemple et comme cela est mieux décrit dans les demandes de brevet français N 2 781 011 et N 02/07 693 du demandeur, cette élimination des gaz résiduels consiste à évacuer ces gaz par les soupapes d'échappement et à les remplacer par de l'air frais. Cette opération est plus communément appelée balayage des gaz brûlés.

Plus précisément, dans la demande de brevet français N 2 781 011 qui se rapporte à un moteur à combustion interne suralimenté, notamment à allumage commandé à injection directe de carburant, il est prévu d'évacuer les gaz brûlés résiduels contenus dans le volume mort pour les remplacer par de l'air suralimenté grâce à un croisement des soupapes d'échappement et d'admission au voisinage du PMH du piston pendant la phase d'admission. A la fin du balayage, la phase d'admission se poursuit par une injection de carburant dans la chambre de combustion dés que la soupape d'échappement est fermée afin d'éviter le court-circuitage du carburant à l'échappement, c'est-à-dire le passage de carburant non brûlé à l'échappement.

Dans une autre disposition du demandeur décrite dans la demande de brevet français N 02/07 693 déposée le 21 juin 2002 dans le cadre d'un moteur suralimenté à injection indirecte, il est prévu de réaliser le balayage de gaz brûlés grâce à l'ajout d'un moyen d'admission spécifique pour de l'air suralimenté non carburé. Ce moteur comprend donc un premier moyen d'admission prévu pour admettre, dans la chambre de combustion, de l'air suralimenté non carburé pour le balayage et un deuxième moyen pour y admettre de l'air suralimenté carburé à la fermeture du premier moyen d'admission. Ainsi, comme déjà mentionné, le balayage des gaz brûlés s'effectue grâce à un croisement de la soupape d'échappement et de la soupape d'admission d'air suralimenté non carburé. Pendant ce croisement, la soupape d'échappement reste ouverte et de l'air suralimenté non carburé est admis dans le volume mort de la chambre de combustion par le premier moyen d'admission. Les gaz brûlés résidant dans le volume mort sont ainsi remplacés par de l'air suralimenté non carburé. A la fin de l'opération de balayage, la soupape d'échappement se ferme et de l'air suralimenté carburé est admis dans la chambre de combustion par l'autre moyen d'admission qui est muni d'un injecteur de carburant dans le cas d'une injection de carburant multipoints.

Ces dispositions, bien que donnant satisfaction, ne sont pas transposables à des moteurs à combustion interne sans suralimentation de l'air d'admission.

En effet, pour pouvoir réaliser un tel balayage, il est nécessaire d'utiliser un moteur suralimenté, car la pression à l'admission doit être supérieure à la pression des gaz brûlés présents dans le volume mort de la chambre de combustion pour pouvoir pousser ces gaz brûlés au travers de la soupape d'échappement. De plus, des dispositifs particuliers, tant au niveau des commandes des soupapes que des aménagements des moyens d'admission, sont à prévoir pour réaliser le balayage des gaz brûlés résiduels.

La présente invention se propose de remédier aux inconvénients précités grâce à un moteur comprenant un dispositif pour le balayage des gaz brûlés qui 15 est utilisable sur tous types de moteur.

A cet effet, la présente invention concerne un moteur à combustion interne, notamment à allumage commandé, comprenant au moins un cylindre avec une chambre de combustion, un équipage mobile comportant un piston mobile en translation sous l'action d'une bielle liée par un axe audit piston et raccordée à un maneton d'un vilebrequin, ledit piston effectuant une course dans la chambre entre un point mort haut et un point mort bas en laissant subsister un volume mort au point mort haut dudit piston, caractérisé en ce que l'équipage mobile comprend des moyens d'allongement de la course du piston au-delà du point mort haut pendant la phase d'échappement du moteur.

Les moyens d'allongement peuvent comprendre une bielle qui comporte au moins deux parties télescopiques.

L'une des parties de la bielle peut comprendre une protubérance mobile dans un évidemment porté par l'autre des parties.

Les parties télescopiques de la bielle peuvent comporter des butées en déplacement.

Avantageusement, les butées en déplacement peuvent porter des blocs amortisseurs.

Les moyens d'allongement peuvent comprendre au moins un excentrique placé sur l'axe de liaison entre la bielle et le piston.

L'excentrique peut être logé entre l'axe de liaison et un alésage porté par la paroi du piston.

L'excentrique peut être logé entre l'axe de liaison et un alésage porté par la bielle.

Les moyens d'allongement peuvent comprendre un excentrique placé entre le maneton du vilebrequin et la bielle.

La face supérieure du piston peut comprendre une forme complémentaire 20 à celle de la face supérieure de la chambre de combustion.

La face supérieure du piston peut comprendre des embrèvements pour les soupapes.

L'invention concerne également un procédé de balayage des gaz brûlés résiduels dans le volume mort d'une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, notamment à allumage commandé, dans lequel un piston, mobile en translation sous l'action d'une bielle liée par un axe audit piston et raccordée à un maneton d'un vilebrequin, effectue une course dans un cylindre entre un point mort haut et un point mort bas en laissant subsister le volume mort au point mort haut dudit piston, caractérisé en ce que, pendant la phase d'échappement du moteur, on réalise un allongement de la course du piston par rapport à son point mort haut pour réduire ledit volume mort.

On peut augmenter, pendant la phase d'échappement du moteur, la 5 distance entre la face supérieure du piston et l'axe du maneton.

Pendant la phase d'admission du moteur, on peut rétablir la distance initiale entre la face supérieure du piston et l'axe du maneton.

Pendant la phase d'échappement du moteur, on peut allonger l'entraxe entre l'axe du maneton et l'axe de liaison du piston avec la bielle.

Pendant la phase d'échappement, on peut déplacer le piston par rapport à l'axe de liaison avec la bielle.

Pendant la phase d'échappement, on peut déplacer le piston et l'axe de liaison par rapport à la bielle.

Pendant la phase d'échappement, on peut déplacer le piston, l'axe de 20 liaison et la bielle par rapport au maneton.

Les autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre illustratif et nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un cylindre d'un moteur à combustion interne selon l'art antérieur; la figure 2 montre schématiquement en coupe, un cylindre d'un moteur utilisant un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une coupe schématique selon la ligne AA de la figure 2; la figure 4 illustre de manière schématique le cylindre de la figure 2 en fin d'évacuation des gaz brûlés; la figure 5 présente un cylindre d'un moteur selon un second mode de réalisation de l'invention; la figure 6 montre une coupe selon la ligne BB du cylindre de la figure 5, la figure 7 est une vue schématique du cylindre de la figure 5 en fin d'évacuation des gaz brûlés et les figures 8 et 9 sont des vues, en coupe locale, d'un cylindre selon une troisième et quatrième mode de réalisation de l'invention.

On se rapporte à la figure 1 qui montre un cylindre 10 d'un moteur à combustion interne de l'art antérieur. Ce cylindre comprend un alésage 12 à l'intérieur duquel coulisse un piston creux 14 dans un mouvement translatif alternatif. Une chambre de combustion 16 est délimitée par la paroi latérale 18 de l'alésage, la partie haute 20 de cet alésage, généralement formée par une partie de la culasse (non représenté), et la face supérieure 22 du piston. Ce piston porte deux alésages radiaux diamétralement opposés 23 au travers desquels est logé un axe cylindrique 24 qui relie une extrémité 26 d'une bielle 28, dite pied de bielle, logée dans le creux 29 du piston en traversant, à glissement, un alésage 27 prévue dans le pied de bielle. L'autre extrémité 30 de la bielle, appelée tête de bielle, comporte un alésage 31 permettant de relier cette bielle à un maneton 32 d'un vilebrequin 34. Ce vilebrequin est soumis à un mouvement de rotation autour d'un axe 36 de manière à ce que le maneton 32 suive un cheminement circulaire 38 autour de l'axe 36. Le piston 14, l'axe de liaison 24, la bielle 28, le vilebrequin 34 avec son maneton 32 forment, comme cela est connu en soi, l'équipage mobile du moteur.

Le cylindre comprend au moins un moyen d'admission 40, généralement formé par une tubulure 42 et une soupape d'admission 44, au travers duquel est admis un fluide ou un fluide carburé dans la chambre de combustion 16 et au moins un moyen d'échappement 46 avec une tubulure 48 et une soupape d'échappement 50 permettant, pendant la phase d'échappement du moteur, d'évacuer une grande partie des gaz brûlés présents dans la chambre de combustion.

Pendant le mouvement de rotation du vilebrequin 34, le maneton 32 passe successivement d'une position haute, indiquée 0 sur la figure 1, à une position basse, indiquée 180 . Pendant ce mouvement, le piston 14, qui est relié au maneton 32 par la bielle 28, subit un mouvement translatif alternatif entre un point mort haut (PMH) qui correspond à la position haute du maneton et un point mort bas (PMB) correspondant à la position basse du maneton. Ainsi, le piston 14 a une course C entre son PMH et son PMB.

Habituellement, lorsque le piston est au PMH, soit à la fin de la phase de compression, soit à la fin de la phase d'échappement, il subsiste un volume mort 52 dans la chambre de combustion. Ce volume est nécessaire pour le fonctionnement du moteur pendant sa phase de compressioncombustiondétente mais contient des gaz résiduels brûlés qui n'ont pas été évacués durant la phase d'échappement du moteur.

Pour pouvoir évacuer ces gaz brûlés indésirables, l'équipage mobile du cylindre comprend des moyens d'allongement de la course C du piston audelà du PMH et cela pendant la phase d'échappement de ce moteur, de façon à augmenter la distance entre la face 22 du piston 14 et l'axe du maneton 32.

Un premier mode de réalisation de l'invention est montré aux figures 2 à 4 sur lesquelles les moyens d'allongement de la course du piston 14 sont portés par la bielle 28.

Plus précisément, la bielle 28 est extensible et possède un corps qui comporte au moins deux parties télescopiques 54 et 56 de façon à pouvoir faire varier, pendant certaines phases de fonctionnement du moteur, la distance entre l'axe du maneton 32 et l'axe 24 du piston 14.

La partie 54, qui est issue de la tête de bielle 30, comprend une extrémité avec une protubérance 58 en forme de T dont la barre verticale de ce T est reliée à la tête de bielle. La partie 56, qui est contenue dans la partie de la bielle reliée au piston 14, comporte une partie femelle apte à recevoir la protubérance 58 et comporte, pour ce faire, un évidement 60, par exemple de forme parallélépipédique rectangle. Cet évidemment comprend, dans la face la plus proche de la tête de bielle, une échancrure 62 pour le passage de la barre verticale du T de la protubérance 58. Par cette disposition, les deux parties 54 et 56 peuvent se mouvoir l'une par rapport à l'autre en étant limitées en débattement par une butée basse 64 et une butée haute 66. La butée basse 64 est formée par la face supérieure des bras horizontaux du T de la protubérance 58. Cette butée permet de limiter le débattement de la partie 56 vers le bas, en considérant les figures, lorsque le contact est effectué entre cette butée basse et la face supérieure 68 de l'évidemment 60. La butée haute 66 est formée par les faces inférieures des bras horizontaux du T et limite le déplacement de la partie 56 vers le haut lorsque les faces inférieures 70 de l'évidement 60 se situant au voisinage de l'échancrure 62 viennent au contact des faces inférieures des bras horizontaux du T. Avantageusement, la face supérieure 64 et/ou les faces inférieures 66 du bras horizontal du T et/ou la face supérieure 68 et/ou les faces inférieures 70 de l'évidement 60 sont revêtues d'un matériau 72 amortisseur de chocs de manière à minimiser le bruit lors de leurs contacts.

A l'arrêt du moteur, les deux parties 54, 56 de la bielle 28 sont en butée basse, c'est-à-dire que la face supérieure 68 de l'évidement 60 est en contact avec la butée 64. Pendant le fonctionnement du moteur et plus particulièrement pendant la phase d'échappement du moteur, le maneton 32 parcourt un chemin semi-circulaire pour aller de son point bas (180 ) à son point haut (0 ). Pendant ce mouvement, la soupape d'échappement 50 est ouverte et le piston 14 part de son PMB pour aller vers le PMH. Ce piston et la partie 56 de la bielle 28 subissent, pendant leurs courses, une accélération qui augmente au fur et à mesure du rapprochement du PMH. Lorsque la force résultante de cette accélération, dite force d'inertie, est suffisante pour vaincre non seulement le poids du piston 14 et de la partie 56 de la bielle mais aussi les forces de frottement entre ce piston et la paroi du cylindre ainsi que la pression des gaz brûlés résiduels, cette force génère un entraînement du piston 14 et de la partie 56 de la bielle dans un mouvement vers le haut en considérant les figures. En effet, cette force d'inertie fait en sorte de procurer au piston une vitesse qui est supérieure à celle générée par l'ensemble formé par le vilebrequin et la bielle.

Cet entraînement se produit, comme illustré sur la figure 2, à un angle de quelques dizaines de degrés avant que le maneton 32 atteigne son point haut à 0 . A cette position, sous l'effet de la force d'inertie procurée au piston 14, celui-ci coulisse dans le cylindre en entraînant conjointement la partie 56 de la bielle 28 jusqu'à ce que cette partie vienne en butée haute par contact des faces inférieures 70 de l'évidement 60 avec la butée 66 de la partie 54. Le mouvement de rotation du vilebrequin se poursuit jusqu'à ce que le maneton soit en position haute (0 ) et le piston 14 se trouve alors dans la position illustrée à la figure 4.

Dans cette position, l'entraxe entre l'axe du piston 14 et l'axe du maneton a augmenté. De ce fait, la face supérieure 22 du piston 14 a allongé sa course initiale C et a dépassé le PMH en pénétrant dans le volume mort initial 52. Ceci a pour effet de réaliser une élimination des gaz brûlés résiduels en les chassant au travers de la soupape d'échappement 50. La surcourse Cl entre le point mort haut initial et le point mort haut réellement atteint par le piston est tributaire de la distance D, considérée à l'arrêt du moteur, entre les faces inférieures 70 de l'évidement 60 et les faces inférieures 66 des bras horizontaux du T de la protubérance 58 lorsque ces faces ne sont pas revêtues de matériau amortisseur de chocs ou entre les faces 66 et la face du matériau amortisseur de chocs porté par les faces inférieures 70, comme illustré sur les figures.

Avantageusement, de manière à encore mieux évacuer les gaz brûlés, la face supérieure 22 du piston peut avoir une forme complémentaire à celle de la partie haute 20 de la chambre de combustion et, préférentiellement, peut comporter des embrèvements 45, 51 permettant d'accepter le logement de la tête de la soupape d'admission 44 et de la soupape d'échappement 50 en position ouverte.

Lors de la poursuite du mouvement du vilebrequin, c'est-à-dire en phase d'admission du moteur correspondant à une rotation du maneton de 0 à 180 , le piston 14 se trouve, au début de cette phase, dans la position illustrée à la figure 4.

Dans cette position, les deux parties 54, 56 de la bielle 28 sont en butée haute, c'est-à-dire que les faces inférieures 70 de l'évidement 60 est en contact ave la butée haute 66. Pendant le mouvement de rotation du maneton 32 à partir de son point haut (0 ), la partie 54 de la bielle 28 exerce une traction sur la partie 56 de cette même bielle et par conséquent le piston a un mouvement de son PMH vers son PMB. Pendant ce mouvement, le piston 14 et la partie 56 de la bielle subissent, pendant leurs courses, une accélération qui augmente au fur et à mesure de leurs rapprochements du PMB. A quelques degrés d'angle de rotation du maneton avant son point bas, la force résultante de cette accélération, dite force d'inertie, est supérieure à la force exercée par. le maneton 32 et la partie 54 sur la partie 56 de la bielle. Cette force génère un entraînement du piston 14 et de la partie 56 de la bielle dans un mouvement vers le bas en considérant les figures. A la fin de ce mouvement, la partie 56 de la bielle 28 est en butée basse, c'est-à-dire que la face supérieure 68 de l'évidement 60 est au contact avec la butée 64 portée par la protubérance 58. Le mouvement de rotation du vilebrequin se poursuit jusqu'à ce que le maneton soit en position basse (180 ) et entame, à partir de ce point, sa phase de compression de l'air admis dans la chambre de combustion. Dans la position à 180 , l'entraxe entre l'axe du piston 14 et l'axe du maneton a retrouvé sa dimension initiale et la face supérieure 22 du piston 14 atteint, de manière classique, son PMB.

Ainsi, l'opération de balayage des gaz brûlés résiduels se produit par une évacuation de ces gaz hors du volume mort lors de la phase d'échappement du moteur et un remplacement par de l'air frais, pendant la phase d'admission, du volume occupé initialement par ces gaz brûlés résiduels.

Généralement, pendant la phase de compression, le cheminement du piston est semblable à celui décrit en relation avec la phase d'échappement à l'exclusion d'une absence de surcourse du piston, dans les zones de fonctionnement principales du moteur.

En effet, pendant cette phase, l'air admis dans la chambre de combustion est comprimé par le piston 14 et la force résultante de cette compression est supérieure à celle générée par la force d'inertie résultante de l'accélération du piston. De ce fait, il ne peut y avoir de course supplémentaire du piston au voisinage du PMH et l'on retrouve, en fin de phase de compression du moteur, le volume mort 52 qui est indispensable pour assurer la maîtrise de la combustion.

Ainsi, le piston, et plus particulièrement sa face 22, se trouve, à chaque tour du vilebrequin et en partant de 0 , au-delà du PMH pour la phase admission et au PMH pour la phase de compression.

Il peut être noté que, grâce à la position du piston au-delà du PMH à la fin de la phase d'échappement, il se produit une augmentation non négligeable de la cylindrée utile du moteur, de l'ordre de 10%.

On se réfère maintenant aux figures 5 à 7 qui montrent un autre mode de réalisation de l'invention qui comprend, pour l'essentiel, les mêmes éléments que ceux déjà décrits précédemment et qui, pour cela, comporteront les mêmes références.

Dans cette autre mode de réalisation, les moyens d'allongement de la course du piston 14 sont formés par un excentrique 74 logé entre l'axe cylindrique 24 du piston 14 et des alésages 23a prévus dans ce piston et plus particulièrement dans sa paroi 76. Grâce à cette réalisation, les chocs générés par les deux parties de bielle des figures 2 à 4 sont évités.

En pratique, chaque excentrique, de forme générale circulaire, a un axe géométrique A2 qui correspond à son axe milieu et comprend un alésage 78 d'axe Al non coaxial avec l'axe A2 et qui forme l'axe autour duquel pivote cet excentrique. La distance Dl entre l'axe géométrique A2 et l'axe Al correspond à une moitié de la surcourse Cl du piston 14 à l'intérieur du volume mort 52 de la chambre de combustion 16 comme explicité plus loin. Les excentriques 74 sont logés à glissement dans des alésages de réception 23a radiaux diamétralement opposés réalisés dans la paroi 76 du piston. Ces alésages de réception 23a ont un axe géométrique qui correspond à l'axe géométrique de l'excentrique. Les alésages 78 des excentriques 74 reçoivent, également à glissement, l'axe cylindre 24 du piston qui traverse pareillement l'alésage 27 du pied de bielle.

Ces excentriques sont placés dans les alésages 23a d'une manière telle que, comme illustré sur la figure 5, la distance entre l'axe Al et la face 22 du piston soit inférieure à la distance entre cette face et l'axe A2, cette différence représentant la moitié de la surcourse Cl du piston.

En fonctionnement, comme déjà explicité plus haut, pendant la phase d'échappement du moteur, le maneton parcourt un chemin semi-circulaire pour aller de son point bas à son point haut. Pendant ce mouvement, la soupape d'échappement 50 est ouverte et le piston 14 part de son PMB pour aller vers le PMH. Ce piston ainsi que les excentriques 74 subissent, pendant la course du piston, une accélération qui augmente au fur et à mesure de son rapprochement du PMH. Lorsque la force résultante de cette accélération est suffisante pour vaincre le poids du piston 14, les forces de frottement entre ce piston et la paroi du cylindre, les forces de frottement entre les excentriques et le piston ainsi que l'axe du piston et la pression des gaz brûlés résiduels, un entraînement du piston 14 est généré par cette force d'inertie dans un mouvement vers le haut en considérant les figures. Ce mouvement est d'autant plus facilement réalisé que la bielle 28 est inclinée, avant le PMH du piston, ce qui a pour effet d'appliquer une force sur l'axe 24 qui a tendance à faire tourner l'excentrique autour de l'axe A2. Ainsi, pour réaliser l'évacuation des gaz brûlés résiduels, le piston est déplacé vers le haut par rapport à son axe 24.

Cet entraînement se produit, comme déjà mentionné, à un angle de quelques dizaines de degrés avant que le maneton atteigne son point haut. Sous l'effet de la force générée par l'accélération du piston, ce piston 14 réalise une surcourse Cl dans le cylindre grâce à la rotation des excentriques autour de l'axe A2 jusqu'à ce que le piston se trouve dans la position illustrée à la figure 7. Dans cette position, la face supérieure 22 du piston 14 a pénétré dans le volume mort initial 52 grâce à un allongement de sa course C et a chassé les gaz brûlés résiduels au travers de la soupape d'échappement 50.

Lors de la phase d'admission du moteur, la bielle 28 exerce une traction sur l'axe 24, ce qui a pour effet d'entraîner le piston de son PMH vers son PMB.

Pendant ce mouvement, le piston 14 et les excentriques 74 vont subir une accélération qui augmente au fur et à mesure que l'on se rapproche du PMB. A quelques degrés d'angle de rotation du maneton avant son point bas, la force résultante de cette accélération est telle qu'elle entraîne le piston 14 dans un mouvement vers le bas en considérant les figures grâce à la rotation des excentriques dans les alésages 23a autour de l'axe A2. A la fin de ce mouvement, les excentriques se retrouvent dans une position identique à celle illustrée à la figure 5.

Egalement comme déjà mentionné, le mouvement de rotation du vilebrequin se poursuit jusqu'à ce que le maneton soit en position basse et entame, à partir de ce point, la phase de compression de l'air admis dans la chambre de combustion. Pendant cette phase et dans les zones d'utilisation principales du moteur, le piston ne réalise pas une surcourse, car l'air admis dans la chambre de combustion est comprimé par le mouvement du piston et la pression régnant dans cette chambre est suffisante pour contrarier celle générée par l'accélération du piston. De ce fait, une surcourse par rotation des excentriques autour de l'axe A2 est impossible et le volume mort 52 indispensable à la maîtrise de la combustion est maintenu.

Dans le troisième mode de réalisation illustré à la figure 8, les moyens 25 d'allongement de la course du piston 14 sont formés par un excentrique 80 logé entre l'axe 24 du piston 14 et un alésage 27a du pied de bielle 26.

Cet excentrique, semblable à celui déjà décrit en relation avec les figures à 7, comprend une forme générale circulaire avec un axe géométrique A2 qui correspond à son axe milieu et comporte un alésage 82 pour la réception de l'axe de liaison 24 d'axe Al non coaxial avec l'axe A2. Egalement, la distance Dl entre l'axe géométrique A2 et l'axe Al correspond à une moitié de la surcourse du piston 14 à l'intérieur du volume mort de la chambre de combustion comme déjà explicité. L'excentrique 80 est logé à glissement dans l'alésage de réception 27a réalisé dans le pied de bielle 26. Cet alésage 27a a un axe géométrique qui correspond à l'axe géométrique de l'excentrique et l'alésage 82 est prévu pour recevoir l'axe de liaison 24 du piston avec la bielle.

Cet axe 24 traverse donc les alésages 23 du piston et, à glissement, l'alésage 82 de l'excentrique 80.

Cet excentrique est placé dans l'alésage 27a de façon à ce que, en position de repos, la distance entre l'axe Al et la face supérieure 22 du piston 14 soit inférieure à la distance entre cette face et l'axe A2, cette différence représentant la moitié de la surcourse du piston.

Ainsi, pour réaliser l'évacuation des gaz brûlés résiduels, le piston et son axe de liaison 24 sont déplacés par rapport à la bielle 28, grâce à la rotation de l'excentrique 80 autour de l'axe A2.

La figure 9 illustre un quatrième mode de réalisation de l'invention dans lequel les moyens d'allongement de la course du piston 14 sont formés par un excentrique 84 logé entre le maneton 32 et un alésage 31 a prévu dans la tête de bielle 30.

Comme pour la figure 8, l'excentrique 84 a une forme générale circulaire avec un axe géométrique A2 qui correspond à son axe milieu et comprend unalésage 86 d'axe Al non coaxial avec l'axe A2. Egalement, la distance Dl entre l'axe géométrique A2 et l'axe Al correspond à une moitié de la surcourse du piston 14 à l'intérieur du volume mort de la chambre de combustion comme déjà explicité. Cet excentrique 84 est logé à glissement dans l'alésage de réception 31a réalisé dans la tête de bielle 30, cet alésage ayant un axe géométrique qui correspond à l'axe géométrique de l'excentrique.

Cet excentrique est placé dans l'alésage 31a de façon à ce que, en position de repos, la distance entre l'axe Al et la face 22 du piston soit inférieure à la distance entre cette face et l'axe A2, cette différence représentant la moitié de la surcourse du piston. Pour réaliser l'évacuation des gaz brûlés résiduels, le piston, son axe de liaison 24 et la bielle 28 sont déplacés par rapport au maneton 32 et cela grâce à la rotation de l'excentrique 84 autour de l'axe A2.

Le mode de fonctionnement des troisième et quatrième modes de réalisation est identique à celui des figures 5 à 7. Pendant la phase d'échappement du moteur, le piston effectue une surcourse du piston vers le haut sous l'impulsion de la force d'inertie et de la rotation de l'excentrique 80 ou 84 autour de l'axe Al. De même, la phase d'admission permet, toujours sous l'effet de la force générée par l'accélération du piston ou du piston et de la bielle pendant leurs mouvements, de repositionner ce piston au PMB, par rotation de l'excentrique autour de l'axe 24 ou autour du maneton 32.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toutes variantes et équivalents.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1) Moteur à combustion interne, notamment à allumage commandé, comprenant au moins un cylindre (10) avec une chambre de combustion (16), un équipage mobile comportant un piston (14) mobile en translation sous l'action d'une bielle (28) liée par un axe (24) audit piston et raccordée à un maneton (32) d'un vilebrequin (34), ledit piston effectuant une course (C) dans la chambre (16) entre un point mort haut et un point mort bas en laissant subsister un volume mort (52) au point mort haut dudit piston, caractérisé en ce que l'équipage mobile comprend des moyens d'allongement (54, 56, 58, 60; 74; 80; 84) de la course du piston (14) au- delà du point mort haut pendant la phase d'échappement du moteur.

2) Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que les moyens d'allongement comprennent une bielle (28) qui comporte au moins deux parties télescopiques (54, 56).

3) Moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une (54) des parties de la bielle (28) comprend une protubérance (58) 20 mobile dans un évidemment (60) porté par l'autre (56) des parties.

4) Moteur à combustion interne selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les parties télescopiques (54, 56) comportent des butées en déplacement (64, 68; 66, 70).

5) Moteur à combustion interne selon la revendication 4, caractérisé en ce que les butées portent des blocs amortisseurs (72).

6) Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce 30 que les moyens d'allongement comprennent au moins un excentrique (74, 80) placé sur l'axe (24) de liaison entre la bielle (28) et le piston (14).

7) Moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'excentrique (74) est logé entre l'axe de liaison (24) et un alésage (23a) porté par la paroi (76) du piston (14).

8) Moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'excentrique (80) est logé entre l'axe de liaison (24) et un alésage (27a) porté par la bielle (28).

9) Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que les moyens d'allongement comprennent un excentrique (84) placé entre le maneton (32) du vilebrequin (24) et la bielle (28).

10) Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face supérieure (22) du piston (14) comprend une forme complémentaire à celle de la face supérieure de la chambre de combustion (16).

11) Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face supérieure (22) du piston (14) 20 comprend des embrèvements (45, 51) pour les soupapes.

12) Procédé de balayage des gaz brûlés résiduels dans le volume mort (52) d'une chambre de combustion (16) d'un moteur à combustion interne, notamment à allumage commandé, dans lequel un piston (14), mobile en translation sous l'action d'une bielle (28) liée par un axe (24) audit piston et raccordée à un maneton (32) d'un vilebrequin (34), effectue une course (C) dans un cylindre (10) entre un point mort haut et un point mort bas en laissant subsister le volume mort (52) au point mort haut dudit piston, caractérisé en ce que, pendant la phase d'échappement du moteur, on réalise un allongement de la course (C) du piston (14) par rapport à son point mort haut pour réduire ledit volume mort.

13) Procédé de balayage des gaz brûlés résiduels selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on augmente, pendant la phase d'échappement du moteur, la distance entre la face supérieure (22) du piston (14) et l'axe du maneton (32).

14) Procédé de balayage des gaz brûles résiduels selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que, pendant la phase d'admission du moteur, on rétablit la distance initiale entre la face supérieure (22) du piston (14) et l'axe du maneton (32).

15) Procédé de balayage des gaz brûles résiduels selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que, pendant la phase d'échappement, on allonge l'entraxe entre l'axe du maneton (32) et l'axe de liaison (24) du piston (14) avec la bielle (28).

16) Procédé de balayage des gaz brûles résiduels selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que, pendant la phase d'échappement, on déplace le piston (14) par rapport à l'axe de liaison (24) avec la bielle (28).

17) Procédé de balayage des gaz brûles résiduels selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que, pendant la phase d'échappement, on déplace le piston (14) et l'axe de liaison (24) par rapport à la bielle (28).

18) Procédé de balayage des gaz brûlés résiduels selon la revendication 25 12 ou 13, caractérisé en ce que, pendant la phase d'échappement, on déplace le piston (14), l'axe de liaison (24) et la bielle (28) par rapport au maneton (32).