BE1000353A5 - Dispositif de variation, en marche, du volume de la chambre de combustion des moteurs a combustion interne. - Google Patents

Abstract

Dispositif caractérisé en ce qu'il comporte : un élément fixe (1) amégagé dans la culasse du moteur, un élément mobile (3) et un élément de commande permettant de manoeuvrer le dispositif de l'extérieur du moteur : soit une tige (6) fixée au piston (3) suffisamment longue pour sortir à l'extérieur du moteur - on tire la tige (6) qui entraine le piston (3) pour augmenter le volume de la chambre de combustion (9) et on repousse la tige pour le diminuer, soit une vis (6) solidaire d'un disque (7) placé entre deux butées, grace à ce disque et à ces deux butées, la vis (6) étant maintenue à hauteur constante et quand elle tourne dans un sens ou un autre, le piston (3) monte ou descend et partant, le volume de la chambre de combustion (9) augmente ou diminue.

Description

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  "Dispositif de variation, en marche, du volume de la chambre de combustion des moteurs à combustion interne" La présente invention concerne un dispositif de variation, en marche, de la chambre de combustion des moteurs b combustion interne. 



  L'invention comporte cette variation, soit directement, soit indirectement par la mise en communication de la chambre à combustion initiale avec une ou plusieurs chambres supplémentaires. 



  L'invention est notamment applicable aux moteurs suralimentés par un compresseur ou un turbocompresseur. Ces moteurs démarrent avec un taux de compression tel que le volume de leur chambre de combustion est réduit ä un huitibme ou un neuvibme (moteur ä essence) ou ä environ un vingtième de la cylindrée (moteur diesel). Ces moteurs sont difficiles à suralimenter par le fait même de l'exiguité de leur chambre de combustion. Cette difficulte de suralimentation freine l'augmentation de puissance. 



  Le dispositif suivant l'invention intervient alors pour augmenter le volume de la chambre de combustion, d'où meilleur rendement du compresseur, meilleur remplissage et plus de puissance. De plus, le rendement general peut encore être amélioré par un meilleur rapport du volume de la chambre de combustion à la surface de ses parois. 



  La puissance du moteur est ainsi augmentée en conservant inchangés, vilebrequin, 

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 l'embiellage et les pistons. Bien entendu, ces organes doivent etre adéquats, crest-à-dire capables de transmettre la puissance accrue sans danger de rupture. Les soupapes seront   réglées   pour un meil- leur rendement. On pourra etre amené   ä   augmenter le diamètre de la soupape d'admission ou ä prévoir plusieurs soupapes d'admission. 



   Les figures schematiques jointes   ä   la präsente, ä simple titre démonstratif, représentent des applications du dispositif suivant l'invention, à des moteurs ä quatre temps   ä   soupapes, mais il est aussi applicable ä des moteurs ä deux temps ou des moteurs sans soupapes. 



   La figure 1 montre schématiquement un dispositif pour changer directement le volume de la chambre de combustion pendant la marche du moteur. Un petit cylindre   (l)   est   aménagé   dans la culasse (2). Un piston (3) se meut dans le cylindre (1). Le piston (3) est prolongé vers le haut par une partie tubulaire (4) filetée interieurement. Un boitier (5) est boulonne sur la culasse. Une vis (6) peut tourner dans ce boitier. La vis (6) est pourvue d'un disque (7) qui fait corps avec elle. Ce disque se trouve entre deux butées. Gräce ä ce disque et   ä   ces deux butées, la vis ne peut se deplacer en hauteur. Le filetage de la vis (6) est engage dans la partie tubulaire (4) du piston (3), laquelle est filetée intérieurement. 



   Lorsque la vis (6), entrainée par le pignon ou l'engrenage (8), cale à sa partie   superieure,   tourne dans un sens ou un autre, le piston (3) monte ou descend. Quand il monte, le volume de la chambre de combustion, qui au depart est la chambre (9), augmente. Quand il descend, ce volume diminue. La 

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 fond du petit piston (3) peut etre creux ou plat, au gré du constructeur. Cependant, si le petit piston (3) et le piston moteur ont tous deux un fond creux, la forme de la chambre de combustion se rap- pochera au mieux, dans la moyenne des positions, de la sphere. Si le fond du piston moteur est plat, cette forme pourra se rapprocher de l'hémisphère. 



   La figure 2 montre schématiquement un dispositif suivant l'invention, dans lequel le volume de la chambre de combustion peut être changé par l'intervention d'un servo-moteur incorpore. Un piston (3) se meut dans un cylindre   (1) aménagé   dans la culasse du moteur. Le piston (3) est solidaire d'un piston (10) qui voyage dans un cylindre ä pression (13). 



  Deux tubulures (11) et (12) sont prevues pour amener ou combiner la pression, qui peut être hydraulique, pneumatique b pression ou   ä   dépression, ou autre. 



  Lorsque la pression dans le cylindre (13) s'exerce sous le piston (10), celui-ci monte, entrainant avec lui le piston (3) et le volume de la chambre de combustion augmente. Au contraire, si la pression s'exerce au dessus du piston (10), la chambre de combustion diminue de volume. 



   La figure 3 montre schématiquement un dispositif suivant l'invention, dans lequel le volume de la chambre de combustion initiale (9) peut   etre   augmenté indirectement par la mise en communication de ladite chambre de combustion initiale (9) avec une chambre supplementaire   (1)   aménagée dans la culasse du moteur. Une soupape   (14)   commandée par une came (15) permet cette mise en communication pendant la marche du moteur. 



   La figure 4 montre schematiquement un dispositif suivant l'invention, dans lequel le volume de la chambre de combustion initiale (9) peut etre 

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 augmente indirectement par mise en communication de cette chambre initiale (9) avec plusieurs chambres supplementaires (16) (17) et (18) amenagées dans la culasse du moteur. Un tiroir cylindre (4) est fileté interieurement. Une vis (6), maintenue b hauteur constante grâce à un disque (7) qui fait corps avec la vis (6) et est placé entre deux butées, s'engage dans le filetage du tiroir cylindrique (4). Lorsque la vis (6) est entrainée par un pignon ou un engrenage calé ä sa partie supérieure, alle tourne dans un sens ou un autre, et le tiroir (4) monte ou descend.

   En montant, il met successivement les trois chambres supplémentaires (16), (17) et   (18)   en communication avec la chambre de combustion initiale (9). 



   La figure 5 montre schématiquement un dispositif suivant l'invention, dans lequel un servomoteur, qui peut être électrique, hydraulique, pneumatique à pression ou depression, ou autre, est monté au moyen de supports (19) sur un système à vis analogue ä ceux des figures 1 et 4. Le servomoteur (20) est accouplé directement par un accouplement   (21) 3 la   vis (6). Cette vis (6) agit de la meme facon que celles des figures 1 et 4. Ce servo-moteur, monté sur un système ä vis, peut être muni ou non d'un réducteur ou d'un multiplicateur de vitesse incorpore ou exterieur. 



   D'autres dispositifs peuvent etre conçus et réalisés pour l'application pratique, dans divers cas particuliers de la présente invention. Celleci couvre le principe de la variation, directement ou indirectement, du volume de la chambre de combustion des moteurs ä combustion interne, pendant leur fonctionnement,   c'est-à-dire   en marche. 

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   Les figures 1, 2,3, 4 et 5 montrent schematiquement des dispositifs suivant l'invention, en conjonction avec un cylindre unique, ceci pour la   clarte   de la description.   11   est évident que, dans le cas plus habituel en pratique, de moteurs multicylindriques, on prévoira une liaison entre eux des dispositifs agissant sur les cylindres. Certains   dldments   ne devront pas toujours etre multiplies par le nombre de cylindres. Les figures   6.   7, 8 et 9 montrent differents exemples à ce sujet. Ces figures seront expliquées plus loin dans la présente description. 



   En   gdndral,   l'augmentation du volume de la chambre de combustion ne devra se faire qu'à partir 
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 du moment oü la pression à l'admission sera suffi- sante pour assurer un remplissage optimum. Cette pression pourra être   déterminée   au cours d'essais   preliminaires.   Dans la plupart des cas, et notamment dans le cas de moteurs   équipés   d'un turbo-compresseur, une certaine vitesse correspond b cette pression   déterminée.   



   Pour assurer le démarrage du dispositif suivant l'invention, au bon moment, il suffit d'intercaler dans la commande un embrayage ou un enclencheur contrôlé par un pressostat ou un contacteur tachymétrique, réglés ä la pression ou à la vitesse   prédéterminée.   



   Si l'on est désireux, et ce sera souvent le cas, de tenir compte d'un certain nombre de paramètres, tels, position da   1'accélérateur,   pression à l'admission, vitesse température, humidité, etc.... on aura recours ä un appareillage électronique integrant toutes ces données. De tels appareillages électroniques sont utilises en automobile dans les nouveaux systèmes d'injection et de freinage. 

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   La figure 6 montre schématiquement, pour un moteur 4 cylindres en ligne, une commande par l'accélérateur d'un dispositif suivant l'invention.
C'est lä un schema élémentaire. En pratique, on sera naturellement amene à utiliser un servo-moteur asservi ä l'accelerateur. 



   La figure 6 montre la pédala d'accélérateur   (1*)   montée sur un pivot fixe (2*), actionnant, par un palonnier (3*) un premier cäble (ou tringle) (4*) relid au carburateur ou ä la pompe d'injection et un second cäble (ou tringle) (5*) relié au levier (6*) d'un multiplicateur de vitesse ä engrenage contenu dans le boitier (7*). L'arbre de sortie du multiplicateur de vitesse est accoupld par l'intermediaire d'un embrayage ou d'un enclencheur (8*) b un arbre ä engrenages (17*) monte sur deux paliers (11*) et (12*). L'arbre (17*) porte quatre engrenages d'angles qui sont chacun accouplés ä un engrenage d'angle calé ä la partie supérieure d'un vis faisant partie d'un système à vis, tels que ceux des figures 1 et 4. Les vis (13*), (14*), (15*) et (16*) sont ainsi actionnées par engrenages d'angle. 



  Un ressort (19*) relié   ä   un point fixe (18*) est un ressort de rappel du levier (6*). Le pressostat (9*) ou le contacteur   (10*),   provoqueront l'embrayage ou l'enclenchement au moment voulu. 



   La figure 7 montre schématiquement, pour un moteur 4 cylindres en ligne, un dispositif analogue 
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 ä celui de la figure 6, adapte ä un système ä soupape suivant la figure 3. L'arbre à cames (17*) actionne les soupapes (20*), (21*),   ze   et (23*). 



  Dans ce cas, le multiplicateur de vitesse peut s'avérer inutile et le levier (6*) peut attaquer directement le bout d'arbre (24*), supporté par un palier (25*) en ligne avec les paliers (11*) et (12*). 

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   La figure 8 montre   schematiquement   un servomoteur à mouvement lineaire (26*) actionnant, dans le cas d'un moteur 4 cylindres en ligne, des sys- 
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 temes ä vis tels que ceux des figures 1 ä 4. 



   La figure 9 montre schématiquement un servo- moteur (27*) à mouvement rotatif, actionnant dans le cas d'un moteur 4 cylindres, des systèmes ä vis tels que ceux des figures 1 et 4. 



   La figure 10 montre schématiquement un appa- reillage électronique (28*) relie aux paramètres choisis par le constructeur (A),   (8),     (0),   (E), (F) et (G) et au servo-moteur (29*) accouple directement à l'arbre à engrenages (17*) monté sur les paliers (11*) et (12*) et entrainant, par l'intermediaire de quatre couples d'engrenages d'angles les vis (13*), (14*), (15*) et (16*) qui font partie de systèmes ä vis analogues à ceux montrés schématiquement dans les figures 1 et 4. 



   NOTA : Sur les figures   6.   8,9 et 10, on a représenté, ä titre exemplatif, la liaison entre les systèmes des quatre cylindres par une serie d'engrenages d'angle commandés par un arbre   ä   engrenages. Cette liaison, entre les systèmes des dif-   férents   cylindres, peut aussi se faire par chaine ou par courroie crantée. Dans ce cas, ce sont des pignons ä chaine ou des poulies qui sont calés sur les vis. 



   Evidemment, s'il s'agit de moteurs à plus de quatre cylindres, les liaisons se feront suivant les cas particuliers et les preferences du constructeur. 



   La figure 11 montre   schematiquement   un dispositif pour faire varier directement, en marche, le volume de la chambre de combustion dans lequel la bougie d'allumage (moteur à essence) ou l'injecteur (moteur Diesel) sont soit placés dans le petit 

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 piston (3), soit incorpore dans celui-ci (32). 



  Cette position centrale de la bougie ou de l'injecteur permet de disposer des soupapes autour de la bougie ou de l'injecteur, ce qui est très avantageux. 



   D'autres emplacements de la bougie ou de l'injecteur peuvent   êtr8   choisis par le constructeur du moteur en raison des   particularites   du dessin de la culasse. 



   Le plateau (33) faisant corps avec la partie tubulaire (34) filetée intérieurement est muni d'er-   gcts   (35) coulissant dans des rainures (31) prati-   queues   dans le boitier (5). Le plateau (33) étant vissé sur le petit piston (3),   gräce   ä ces ergots et ä ces rainures, il ne peut tourner. Quand la vis (6) tourne dans un sens ou dans un autre, le petit piston (3) monte ou descend et partant le volume de la chambre de combustion augmente ou diminue. 



     D'autres moyens, à   choisir par le constructeur du moteur suivant les cas particuliers, peuvent être utilises pour empêcher le petit piston (3) de tourner. 



   Lorsque la bougie-ou l'injecteur-voyagent avec le piston (3) la présente invention prévoit le moyen de la relier au distributeur d'allumage-ou de le relier   ä   la pompe d'injection. 



   La figure 12 montre   sChématiquement   en pointilles un connecteur (37) dans lequel la partie superieure d'un fil-ou tube-rigide (36) s'engage. 



   La figure 12a schématise un connecteur pour fil de bougie. 



   La figure 12b schematise un connecteur pour tube d'injection. 



   En variante l'invention prévoit un fil de bougie-ou un tube d'injection-vertical rigide 

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 passant par le plateau (33) dans lequel il est fixe de manière étanche ce qui ne pose aucun problème puisque le plateau (33) et le fil de   bougie - ou 1e   tube d'injection-rigide voyagent ensemble ;

   plus haut, le fil de   bougie - ou 1e   tube d'injection- passe librement et facilement par un canal cylin- drique fora dans la vis (6) et par un trou percé dans l'élément de transmission   (8).   Le fil de bougie - ou le tube d'injection - reste rigide jusqu'à sa sortie du dispositif et son passage par l'element de transmission (8) puis il est connecté soit à un fil de bougie-ou un tube d'injectionflexible, soit ä un   connecteur'spécial schématisé   aux fig. 12a (fil) ou 12b (tube)
Le fil de bougie-ou le tube d'injectionrigide peut passer en biais dans le plateau (33) comme   schématisé   en pointillés (fig.

   12) ou bien etre vertical, passer au centre du plateau (33) de manière fixe et étanche et ensuite passer dans un canal percé dans la vis (6) et dans un trou percé dans l'élément de commande (8) pour être connecté à   l'exterieur   du dispositif soit ä un fil de bougie-ou un tube d'injectionflexible, soit   ä   un connecteur spécial. 



   Le connecteur spécial pour fil de bougie rigide comporte un boitier (38) en bakelite ou autre matière isolante dans lequel voyage l'extrémité du fil rigide sur laquelle est soudée une électrode métallique (39) qui voyage verticalement le long d'une plaquette métallique   (40a)   bonne conductrice noyée dans la parai droite du boitier et pourvue d'une connection (40b) au fil de bougie relie au distributeur d'allumage. 

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   Le connecteur spécial pour tube d'injection comporte une gaine (41) en acier à haute résistance dans laquelle l'extrémité du tube d'injection voyage verticalement en passant par une boite ä bourrage (42) faisant corps avec la gaine (41). Cette dernière possède ä sa partie superieure une sortie (43) prevue pour connexion à un tube d'injection relié   ä   la pompe d'injection.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour faire varier, en marche, le volume de la chambre de combustion des moteurs h combustion interne et spécialement ceux suralimentés par turbo-compresseur, caractersé en ce que l'element mobile ou petit piston (3) comporte vers le haut un prolongement (4) fileté intérieurement dans lequel s'engage ltélément de commande qui est une vis (6) faisant corps avec un disque (7) placé entre deux butées, sur la, ¯quelle, au sortir du boltier (5) est calé EMI11.1 un organe de transmission (8) qui est un pignon, ou un engrenage 'suivant (6) de transmission, tourne un sens ou un autre, le petit et, par le fait autre, le volume de (9) augmente t Dispositif suivant la revendication 1,

   caractérisé en ce que l'élément mobile ou petit piston (3) a un fond creux et en ce que la forme de la chambre de combustion est proche de la sphère si le piston moteur a un fond creux ou que la chambre de combustion est proche de l'hémisphère si le piston moteur a un fond plat.

   3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est commandé par l'accélérateur par l'inter- medlaire d'un palonnier (3) relié d'un côté au carburateur ou ä la pompe d'injection et de l'autre cote ä un multiplicateur de vitesse à engrenages (7) qui transmet le mouve- <Desc/Clms Page number 12> EMI12.1 ment à l'organe de transmission (8) calé sur la vis (6) du dispositif 4.

   Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caracteri- se en ce qu'il est commandé par un appareilage électronique moderne tel que ceux utilises en automobile dans les nouveaux systèmes d'injection ou de freinage par exemple ; cet appareillage étant relie d'une part aux appareils ou EMI12.2 sondes (A, B, Ci D, E, F, G) influents par les paramètres choisis par le constructeur et intégrant toutes ces données, et d'autre part à un servo-moteur actionnant le dispositif ; cette liaison avec les servo-moteur se faisant directement sans intervention d'un Systeme hydraulique ; les paramètres intégrés étant notamment mais non limitativement la position de l'accélérateur, la pression à l'admission, la vitesse, EMI12.3 la temperature, l'humidité.

   5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bougie ou l'injecteur sont placé dans l'element mobile ou petit piston (3), caractérisé en ce que les soupapes sont placee, dans la culasse, tout autour de la bougie ou de l'injecteur.

   6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bougie d'allumage ou l'injecteur forment eux-mêmes (32) l'element mobile en integrant le petit piston (3) et en étant solidaires du plateau (33) prolonge par une partie tubulaire (34) filetée intérieurement.

   7. Dispositif suivant les revendications 5 ou 6, caracté- <Desc/Clms Page number 13> risé en ce qu'il comporte une liaison adéquate entre la bou- gie ou l'injecteur et le distributeur d'allumage ou la pompe d'injection par : ou bien, a partir du plateau (33) un fil de bougie ou un tube d'injection rigide, droit et vertical passant entre la vis (6) et la paroi du boitier (5), dont la partie supérieu- re s'engage dans un connecteur spécial (37) fixé dans la paroi du boltier (5), ou bien, à partir de la bougie ou de l'injecteur, dans l'axe du dispositif, un fil de bougie ou un tube d'injection rigide, droit et vertical fixe dans le plateau (33) qu'il traverse en son centre, traversant ensuite la vis (6)

   par un canal fore dans celle-ci et reste droit et rigide jus- qu'à sa sortie du dispositif et son passage par un trou EMI13.1 foré au centre de l'element de transmission pour être (8)connecte au distributeur d'allumage ou à la pompe d'in- jection par l'intermédiaire soit d'un fil de bougie fou un tube d'injection flexible, soit d'un connecteur spécial schématise en coupe dans les figures 12a et 12b.

   8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes équipant un cylindre d'un moteur multicylindrique, caractérisé en ce qu'il reçoit son mouvement : ou bien par une transmission actionnée soit par l'accele- rateur, soit par un servo-moteur asservi à l'accélérateur, soit par un servo-moteur asservi à un appareillage électronique, la transmission étant soit une transmission a chalne, soit une transmission par courroie crantée, soit une trans- <Desc/Clms Page number 14> mission à engrenage d'angle ; l'élément de transmission fixé sur la vis (6) étant respectivement un pignon à chalne, une poulie pour courroie crantée ou un engrenage d'angle ou bien par un accouplement direct (21) ä un servo-moteur (20).