LU85608A1

LU85608A1 - Moteur a cycle a combustion mixte a allumage commande

Info

Publication number: LU85608A1
Application number: LU85608A
Authority: LU
Inventors: Avermaete Van Gilbert
Original assignee: Avermaete Gilbert
Priority date: 1984-10-25
Filing date: 1984-10-25
Publication date: 1985-06-04

Description

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La présente invention concerne un moteur à cycle à combustion mixte à allumage commandé tel que décrit dans * le brevet N° 8^.57¾.

Le moteur faisant l'objet de ce brevet présente* à proximité de l'extrémité du cylindre correspondant au point mort haut du piston, un deuxième cylindre et un troisième cylindre, le deuxième cylindre faisant partie intégrante du premier cylindre et le troisième cylindre communiquant par un conduit avec le premier cylindre, un piston étant agencé dans chacun des deuxième et troisième cylindres pour y délimiter deux chambres, des moyens d'injection et des moyens pour enflammer le mélange étant disposés dans le troisième cylindre.

Dans ce brevet les pistons des deuxième et troisième cylindres sont animés d'un mouvement alternatif par - l'intermédiaire de manetons décalés entre eux de l80e sur l'arbre d'un petit vilebrequin, qui forme avec l'arbre à cames une chaîne cinématique, dans laquelle est située la cage du coupleur.

Un but de la présente invention est d'accélérer le transfert d'air entre la chambre de détente et la chambre de combustion. Pour cela, il a paru avantageux de réaliser l'adjonction d'un bossage sur le piston de -la chambre de réserve d'air.

Suivant une réalisation ce bossage est assimilé complètement sur la tête du piston de la chambre de réserve - 3 - d’air.

Suivant une autre réalisation le bossage est assimilé sur une partie de la tête dudit piston.

Compte tenu de l'aptitude du moteur à fonctionner avec un excès d'air, et compte tenu qu'aux grandes vitesses du moteur le couple maximum est inversement proportionnel avec la vitesse étant donné que le pourcentage d'excès d'air est proportionnel à cette même vitesse, un autre but de la présente invention consiste à supprimer complètement en-dessous d'un certain régime de vitesse le pourcentage d'excès d'air. Pour réaliser ce but le moteur perfectionné est caractérisé en ce qu'un régulateur centrifuge est fixé sur le carter du coupleur à hauteur de la rampe du chariot du coupleur du côté de l'arrêt de la pleine charge. De cette manière, l'un des axes portant l'engrenage d’entrée ou de sortie du coupleur ne forme qu'un seul et même axe avec l'axe du régulateur.

Un moteur à deux temps suivant la présente invention est décrit maintenant plus en détail sur la base du dessin annexé, dans lequel on voit en î

Figure 1 une coupe transversale dudit moteur avec intégration complète des surfaces de base des chambres de réserve d'air et de détente ;

Figure 2 une coupe partielle, analogue à celle de la figure 1, montrant la chambre de combustion ;

Figures 3 et 4 des coupes analogues respectivement à celles des figures 1 et 2 avec intégration partielle des surfaces de base des chambres de réserve d'air et de détente, dans une variante de réalisation du bossage.

On voit au dessin un moteur à deux temps à cycle à combustion mixte avec compresseur volumétrique. A proximité de l'extrémité du cylindre 1 ou chambre de détente cor- respondant au point mort haut du piston 2 agencé dans ledit cylindre sont prévus, d'une part, un deuxième cylindre 3 faisant partie intégrante du premier cylindre 1 et constituant la chambre de réserve d'air et, d'autre part, un troisième cylindre 4 cloisonné par rapport aux autres cylindres mais communiquant par un conduit 5 par l'intermédiaire du second cylindre avec le premier cylindre et constituant la chambre de combustion.

On n'a pas représenté aux dessins la cage du coupleur située dans la chaîne cinématique entre l'arbre à cames et l'arbre du petit vilebrequin qui comporte deux manetons décalésà l80° l'un par rapport à l'autre et transmettant le mouvement alternatif aux pistons 6,7 respectivement des deuxième et troisième cylindres 3,^» comme décrit dans le brevet N° 84.57^·

Sur le piston 6 de la chambre de réserve d'air 3 est prévu un bossage 8, qui peut être assimilé complètement sur la tête dudit piston (figure 1) ou peut être assimilé seulement sur une partie de la tête dudit piston (figure 3)· L'adjonction du bossage 8 sur le piston 5 de la chambre de réserve d'air 3 a pour conséquence d'augmenter le rapport volumétrique du moteur par rapport au rapport volumétrique initialement prévu. Afin de rétablir ce rapport, il faut ajouter aux volumes des chambres de combustion 4 et de réserve d'air 3 un volume égal à celui du bossage 8.

Le volume du bossage 8 et les volumes compensés des chambres de réserve d'air 3 et de combustion 4 agissent comme catalyseur de transfert d'air entre la chambre de détente 1 et la chambre de combustion 4 et ont l'avantage de pouvoir diminuer le volume d'excès d'air en fin de compression, en fonction du déphasage angulaire maximum déterminé lors du calage de la deuxième limite d'arrêt (régime de la pleine charge)· 0

F

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Le calage de la deuxième limite d'arrêt correspondant au déphasage angulaire de 90° détermine la plus grande vitesse linéaire des pistons du petit vilebrequin en phase fin de compression. Si ce calage s'écarte du déphasage angulaire de 90°» la vitesse linéaire des pistons du petit vilebrequin diminuera en phase fin de compression. Le constructeur doit rechercher un compromis en fonction d'une contre-pression acceptable dans la chambre de combustion 4 et limiter le volume de la chambre de réserve d'air 3 par le volume du bossage 8 ; le volume sera d'autant plus grand que le calage de la pleine charge se rapprochera de 90°·

La hauteur du bossage 8 ne peut excéder l'espace libre en fin de compression» de manière qu'à chaque cycle le bossage 8 passe à travers l'orifice de transfert d'air qui relie en permanence la chambre de réserve d'air 3 à la chambre de détente 1, le bossage 8 occupant pendant un temps, une portion, du volume libéré par le piston 2 de la chambre de détente 1.

La diminution de l'espace dans la chambre de détente 1 par le volume du bossage 8 permet d'accélérer le transfert d'air entre la chambre de détente 1 et la chambre de combustion 3· Le piston 7 de la chambre de combustion 4, agrandi par le volume compensé, se situe déjà au point mort i bas avant que le piston 2 de la chambre de détente 1 ne soit arrivé au point mort haut.

Cette disposition a pour effet de constituer un rapport volumétrique plus petit que le rapport volumétrique initial, cet effet s'amenuisant à l'approche du point mort haut du piston 2 de la chambre de détente 1. A chaque fin de compression, le bossage 8 réintégrant la chambre de réserve d'air 3 en réservant un espace suffisant dans cette dernière chambre pour assurer la réception de la dernière portion d'air.

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Un arrêt fixe de sécurité doit être placé sur la rampe du chariot du coupleur, afin d'empêcher que le chariot ne puisse dépasser le calage de la deuxième limite d'arrêt du régime de la pleine charge ; au delà de cette limite le bossage 8 du piston 6 de la chambre de réserve d'air 3 et k la tête du piston 2 de la chambre de détente 1 seraient mis en contact.

L'invention consiste également à prévoir un régulateur du couple moteur aux régimes de la pleine charge avec un rendement volumétrique théorique égal à 1.

En effet, aux grandes vitesses du moteur le couple maximum est inversément proportionnel avec la vitesse étant donné que le pourcentage d'excès d'air est proportionnel à cette même vitesse. Lorsque la vitesse du moteur diminue, le couple maximum augmente. On en déduit que le calage du régime de la pleine charge varie avec la vitesse du moteur. En-dessous d'un certain régime de vitesse le pourcentage d'excès d'air peut être complètement supprimé, le délai de formation du mélange étant devenu suffisant jusqu'au point mort haut, phase fin de compression. Cet effet est d'autant plus sensible que la pression de compression du moteur est plus élevée, l'angle de retard à l'allumage après le point mort haut étant proportionnel à la pression de compression - du moteur.

Dans ce but un régulateur centrifuge est fixé sur le carter du coupleur à hauteur de la rampe du chariot du côté de l'arrêt de la pleine charge, de manière que l'un des axes portant l'engrenage d'entrée ou de sortie du coupleur ne forme plus qu'un seul et même axe avec l'axe du régulateur. Ce dernier fait appel au principe de la force centrifuge î un système de masses tournantes entraînées par l'un des axes précités modifie la position d'arrêt du régime de la pleine charge du chariot du coupleur. Le régulateur ac- - 7 - célère ou décélère avec la vitesse du moteur. Lorsque le chariot du coupleur n'est pas appuyé contre la position d'arrêt variable de la pleine charge (faible ou moyen couple) et que la vitesse du moteur varie, le chariot du coupleur n'est pas concerné par le changement de position d'arrêt du régime v de la pleine charge. Par contre, lorsque le chariot du coupleur s'appuie contre la position d'arrêt variable de la pleine charge (couple maximum) et que la vitesse du moteur varie, le chariot du coupleur suit le déplacement du changement de position d'arrêt, pour autant que l'opérateur appuie suffisamment sur la pédale de l'accélérateur.’

Le couple maximum est donc contrôlé en permanence par la vitesse du moteur, afin de permettre que le délai de formation du mélange soit suffisant.

La présente invention consiste également à réaliser une coupure de l'alimentation de la pompe d'injection du carburant en décélération.

En effet, suivant l'invention, l'arrêt fixe de la première limite du chariot du coupleur, en régime de ralenti, est substitué par un régulateur centrifuge à deux positionnements ·

Le régulateur est fixé sur le carter du coupleur, à hauteur de la rampe du chariot du côté du régime de ralenti, de manière que l'un des axes portant l'engrenage d'entrée ou de sortie du coupleur ne forme plus qu'un seul et même axe avec l'axe du régulateur. Ce dernier, faisant appel au principe de la force centrifuge : un système de masses tournantes entraînées par l'un des axes précités, déplace la position d'arrêt de ralenti sur la rampe du coupleur aux environs de 1.200 t/m à 1.300 t/m. A cette vitesse les masses du régulateur s'écartent sur leur butée extérieure, ce qui a pour effet de déplacer l'arrêt à une nouvelle position du chariot, qui engendre un volume de combustion inférieur au volume de - 8 - combustion du régime de ralenti avec une coupure de l'alimentation de la pompe d'injection.

Lorsque le conducteur relâche la pédale de l'accélérateur, le chariot du coupleur se place contre cette nouvelle position d'arrêt où la coupure de carburant est effective ; à ce moment, le moteur ne pouvant fonctionner, est entraîné par le véhicule (frein moteur).

La commande de l'accélérateur, solidaire du coupleur et de la crémaillère de la pompe d'injection, coupe l'alimentation en carburant jusqu'au moment où le moteur ralentit en-dessous de la vitesse prescrite de 1.200 t/m à 1*300 t/m. Sous l'action des ressorts les masses du régulateur se rapprochent de leur butée intérieure et repositionnement le chariot du coupleur à l'arrêt, qui redétermine le volume de combustion du régime de ralenti avec la position de la crémaillère de la pompe d'injection, rétablissant le débit de carburant.

A chaque relâchement de la pédale de l'accélérateur au-dessus de la vitesse de 1.200 t/m à 1.300 t/m, la coupure de l'alimentation est effective et permet une économie de carburant et une diminution notable de la pollution atmosphérique.

Ce système de coupure de l'alimentation de carburant a également pour avantage d'augmenter le frein moteur, avantage plus particulier à l'utilisation sur le moteur à deux temps dont le frein moteur est moins important que dans le moteur à quatre temps.

Claims

2· Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bossage (8) est assimilé complètement sur la tête du piston (6).
3· Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bossage (8) est assimilé sur une partie de la tête du piston (6).
4. Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur du bossage (8) est au maximum égale à l'espace libre en fin de compression dans la chambre de dé-v tente (1).
5· Moteur suivant la revendication 1, dans lequel les pistons (6,7) des deuxième et troisième cylindres (3»4) sont animés d'un mouvement alternatif par l'intermédiaire de ma-netons décalés entre eux de 180e sur l'arbre d'un petit vilebrequin, qui forme avec l'arbre à cames une chaîne cinématique, dans laquelle est située la cage du coupleur, caractérisé en ce que sur la rampe du chariot du coupleur est prévu un arrêt fixe de sécurité empêchant le contact entre le bossage (8) et la tête du piston (2) de la chambre de détente (1). i - ίο -
6. Moteur à cycle à combustion mixte à allumage com mandé présentant, à proximité de l'extrémité du cylindre (1) correspondant au point mort haut du piston, un deuxième cylindre (3) et un troisième cylindre (4), le deuxième cylindre “ (3) faisant partie intégrante du premier cylindre (1) et le troisième cylindre (4) communiquant par un conduit (5) avec le premier cylindre (1), un piston (6,7) étant agencé dans - chacun des deuxième et troisième cylindres (3,(0 pour y dé limiter deux chambres à volume variable, l'une (4) de combustion, l'autre (3) de réserve d'air, les pistons (6,7) des deuxième et troisième cylindres (3*4) étant animés d'un mouvement alternatif par l'intermédiaire de manetons décalés entre eux de l80° sur l'arbre d'un petit vilebrequin, qui forme avec l'arbre à cames une chaîne cinématique, dans laquelle est située la cage du coupleur, caractérisé en ce que sur le carter du coupleur est fixé un régulateur centrifuge à hauteur de la rampe du chariot du côté de l'arrêt de la pleine charge, l'un des axes portant l'engrenage d'entrée ou de sortie du coupleur ne formant plus qu'un seul et même axe avec l'axe dudit régulateur· 7« Moteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le régulateur consiste en un système de masses tournantes qui, entraînées par un des axes portant l'engrenage d'entrée ou de sortie du coupleur, modifie la position d'arrêt du régime de la pleine charge du chariot du coupleur. , 8. Moteur à cycle à combustion mixte à allumage com mandé présentant, à proximité de l'extrémité du cylindre (1) correspondant au point mort haut du piston, un deuxième cylindre (3) et un troisième cylindre (4), le deuxième cylindre (3) faisant partie intégrante du premier cylindre (1) et le troisième cylindre (4) communiquant par un conduit (5) avec le premier cylindre (l), un piston (6,7) étant agencé dans chacun des deuxième et troisième cylindres (3,4) pour - 11 - y délimiter deux chambres à volume variable, l’une (k) de combustion, l'autre (3) de réserve d’air, les pistons (6,7) des deuxième et troisième cylindres (3|M étant animés d'un mouvement alternatif par l'intermédiaire de manetons décalés entre eux de l80° sur l'arbre d'un petit vilebrequin, qui forme avec l'arbre à cames une chaîne cinématique, dans laquelle est située la cage du coupleur, caractérisé en ce * que sur le carter du coupleur est fixé un régulateur centri fuge à hauteur de la rampe du chariot du côté du régime de ralenti, l'un des axes portant l'engrenage d'entrée ou de sortie du coupleur ne formant plus qu'un seul et même axe avec l'axe dudit régulateur·
9· Moteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le régulateur consiste en un système de masses tournantes qui, entraînées par un des axes portant l'engrenage d'entrée ou de sortie du coupleur, déplace la position d'arrêt de ralenti sur la rampe du coupleur aux environs de 1.200 t/m à 1.300 t/m.
10. Moteur à cycle à combustion mixte à allumage com mandé tel que décrit dans une ou plusieurs des revendications 1 à 9·