FR2708043A1 - Moteur monoflux, à carburant, à deux temps, refroidi par air pour motoriser un outil portatif. - Google Patents
Moteur monoflux, à carburant, à deux temps, refroidi par air pour motoriser un outil portatif. Download PDFInfo
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Abstract
Moteur 102 à combustion interne, à deux temps, pour actionner un appareil à couper à fil souple 100, balayé en monoflux et possédant des cylindres de balayage 608 et d'échappement 604 reliés par une chambre de combustion commune 609, et inclinés l'un vers l'autre. Le piston 602, 606 de chaque cylindre fait tourner un des vilebrequins en porte-à-faux 402, 502, entraînés par des contrepoids 406, 506 portant des dents. Les vilebrequins reliés, l'un à un ventilateur-volant 414 et l'autre à un démarreur 514, s'étendent en sens contraire pour un auto-équilibrage. Le piston 606 du cylindre de balayage 608 est en retard par rapport au cylindre d'échappement 604. La lumière d'échappement, rétrécie pour améliorer la compression dans le carter-moteur 114, s'ouvre avant la lumière de balayage et se ferme avant elle. Un carburateur 109 et un silencieux 116 sont montés de chaque côté du cylindre d'échappement 604.
Description
MOTEUR MONOFLUX,A CARBURANT, A DEUX TEMPS, REFROIDI PAR
AIR POUR MOTORISER UN OUTIL PORTATIF
Cette invention se rapporte d'une manière générale à des moteurs à combustion interne, de faible cylindrée, pour motoriser des outils et des équipements portatifs, tels que les équipements pour la forêt, le gazon et le jardin.
AIR POUR MOTORISER UN OUTIL PORTATIF
Cette invention se rapporte d'une manière générale à des moteurs à combustion interne, de faible cylindrée, pour motoriser des outils et des équipements portatifs, tels que les équipements pour la forêt, le gazon et le jardin.
De petits moteurs à combustion interne procurent confort et puissance à ceux qui utilisent des équipements motorisés tenus à la main ou portatifs, en particulier des équipements pour le gazon et le jardin, tels que des tronçonneuses à chaîne, des tondeuses à gazon, des appareils à couper à fil souple, des soufflantes et des aspirateurs de feuilles, et des taille-bordures de gazon. La plupart des équipements portatifs sont motorisés par des moteurs à combustion interne, à deux temps, qui sont normalement aspirés, à balayage par le carter-moteur et à allumage par étincelle. Bien sûr, ce type de moteur à deux temps est très bien approprié pour motoriser des équipements de forêt, de gazon et de jardin. Il délivre plus de puissance pour son poids qu'un moteur à quatre temps.
Par conséquent, l'équipement portatif peut être de construction plus petite et plus légère. Il est aussi de conception très simple et, par conséquent, moins coûteux à fabriquer et à entretenir et plus fiable.
D'un autre côté, d'une manière générale, les moteurs à deux temps brûlent le carburant de façon moins efficace et émettent plus de polluants que les moteurs à quatre temps. Ceci est dû en partie au principe des moteurs à deux temps, dans lesquels le volume frais d'essence et d'air est aspiré dans le cylindre dans le même temps où l'échappement est évacué. Le balayage est le processus d'élimination des gaz, après combustion, et de remplissage d'un cylindre par un volume frais pendant le même temps, usuellement en déplaçant les gaz avec un flux de volume frais. Le balayage est loin d'être parfait dans la pratique. Le volume frais aspiré se mélange souvent avec les gaz brûlés, ayant pour résultat un mélange de gaz frais et de gaz brûlés qui est combustible. La combustion du mélange est moins efficace, réduisant le rendement et produisant plus de gaz polluants. Une partie du volume frais aspiré n'est pas retenue dans le cylindre et s'échappe avec les gaz vers un système d'échappement.
Le volume perdu, rapporté à une perte de balayage, réduit l'efficacité du carburant et augmente les émissions d'hydrocarbure.
Les moteurs à deux temps qui actionnent des outils portatifs motorisés n'ont pas été soumis aux normes de contrôle d'émission applicables aux véhicules à moteur.
Toutefois, l'état de Californie a voté une loi qui va imposer des restrictions plutôt rigoureuses pour l'émission de polluants à partir de moteurs à combustion interne dans toutes les catégories d'emploi, y compris les équipements portatifs. L'agence américaine de protection de l'environnement a proposé une législation pour l'émission de gaz d'échappement qui s'appliquerait aux équipements portatifs.
Différents procédés ont été proposés pour aider à améliorer la performance des moteurs à deux temps et pour réduire les émissions de polluants de moteurs à deux temps. Beaucoup de ces procédés sont expliqués par
Franz J.Laimbock dans "The Potential of Small Loop
Scavenged Spark-Ignition Single Cylinder Two-Stroke
Engines". Ces efforts d'amélioration se concentrent sur l'efficacité du balayage et du piégeage, sur l'injection d'essence, sur les mélanges "pauvres" air/essence, sur le traitement de l'échappement par catalyseurs, et sur les systèmes d'aspiration et d'échappement. Toutefois, on ne sait pas quels procédés vont entraîner une réduction suffisante d'émissions de polluants pour satisfaire aux limites légales et pour démontrer la faisabilité pour des outils motorisés portatifs.
Franz J.Laimbock dans "The Potential of Small Loop
Scavenged Spark-Ignition Single Cylinder Two-Stroke
Engines". Ces efforts d'amélioration se concentrent sur l'efficacité du balayage et du piégeage, sur l'injection d'essence, sur les mélanges "pauvres" air/essence, sur le traitement de l'échappement par catalyseurs, et sur les systèmes d'aspiration et d'échappement. Toutefois, on ne sait pas quels procédés vont entraîner une réduction suffisante d'émissions de polluants pour satisfaire aux limites légales et pour démontrer la faisabilité pour des outils motorisés portatifs.
Plusieurs procédés ont été proposés pour améliorer l'efficacité du balayage et du piégeage. Dans le balayage en "boucle", un courant de balayage d'air et d'essence pénètre dans le cylindre suivant une direction opposée à la lumière d'échappement dans le cylindre et circule en boucle. La boucle tend à déplacer le gaz d'échappement d'une manière systématique, améliorant le balayage. Plus la distance parcourue par la boucle est grande, plus efficace est le piégeage. Dans la conception du balayage croisé", les orifices de balayage et d'échappement sont sur les côtés opposés du cylindre. La tête de piston comprend une rampe qui dévie le volume frais aspiré vers le haut et en s'éloignant de l'orifice d'échappement.
Dans un moteur "monoflux", les gaz de balayage circulent seulement suivant une direction dans le cylindre. L'orifice de balayage et l'orifice d'échappement sont placés en opposition l'un par rapport à l'autre, globalement suivant la direction de l'axe du cylindre. Les pertes de balayage sont réduites par la grande distance entre l'orifice de balayage et l'orifice d'échappement. On peut comprendre que les moteurs monoflux soient bien adaptés à des moteurs à course longue, comme les moteurs diesel marins, de forte puissance, suralimentés. Dans ces moteurs, les pertes de balayage sont uniquement constituées par de l'air, car le carburant est injecté après la fermeture de l'orifice d'échappement. Dans ces moteurs à course longue, l'orifice d'échappement est usuellement situé à l'extrémité du cylindre à l'opposé de l'orifice de balayage et est commandé par une soupape actionnée par une came.
Comme variante, un moteur monoflux peut être conçu en courbant le cylindre en forme de "U", créant en fait deux cylindres reliés par une chambre de combustion commune. Sur un des cylindres, se trouve un orifice de balayage, commandé par le bord synchronisant d'un piston ; sur l'autre cylindre, il y a un orifice d'échappement commandé par le bord synchronisant d'un second piston. Le piston de balayage et le piston d'échappement sont reliés par une chambre de combustion commune. Chaque piston se déplace en opposition l'un par rapport à l'autre.
Toutefois, les moteurs monoflux ont l'inconvénient d'être plus compliqués que les moteurs balayés classiques ou les moteurs balayés en boucle, utilisés pour les équipements motorisés portatifs, et par conséquent, ils sont moins demandés. Une soupape d'échappement éloignée augmente la complexité, la taille et le coût du moteur et soulève un certain nombre de problèmes techniques, comme la conception d'un mécanisme pour mettre en oeuvre la soupape d'échappement et la lubrification de ce mécanisme, en particulier quand la position du moteur change fréquemment pendant l'utilisation et le stockage. De la même manière, des pistons multiples tendent aussi à augmenter la taille et la complexité du moteur.
Une variante de l'approche pour améliorer les émissions à l'échappement de moteurs à combustion interne de faible cylindrée qui actionnent des équipements portatifs motorisés consiste à se passer du moteur à deux temps et à choisir le moteur à quatre temps. Un moteur à quatre temps a une puissance inférieure de manière significative à un moteur à deux temps de taille comparable, est plus compliqué sur le plan de la mécanique à cause de la nécessité des soupapes, et est beaucoup plus difficile à lubrifier, en particulier quand il est tenu dans différentes positions pendant l'utilisation et le stockage.
Néanmoins, comme indiqué, par le brevet US N". 5 213 074, récemment publié, attribué à Juragawa et al. et cédé à Ryobi Limited, un moteur à quatre temps est supérieur à un moteur à deux temps en ce qu'il a un échappement relativement propre, qu'il est moins bruyant et qu'il est plus économe en carburant.
Juragawa propose donc un moteur à quatre temps avec un système de lubrification amélioré pour actionner un outil portatif.
L'invention concerne d'une manière générale un moteur à combustion interne amélioré pour actionner des outils portatifs, comme ceux utilisés pour des emplois en forêt, pour les gazons et le jardin. L'invention a un de ses objectifs principaux dans l'amélioration des émissions d'échappement de moteurs à deux temps, mais a aussi comme objectif de concevoir des moteurs qui ont des caractéristiques plus avantageuses pour motoriser des outils de travail portatifs. Le mode de réalisation préféré a plusieurs aspects inventifs, trois en particulier. Le premier est le balayage monoflux d'un moteur à deux temps, à plusieurs pistons conçu pour actionner des outils motorisés portatifs. Les émissions d'échappement, en particulier les hydrocarbures et les émissions de particules et l'économie de carburant sont améliorées, tandis que les caractéristiques souhaitées de simplicité, de coût, de puissance, de fiabilité et de poids habituellement associées aux moteurs à deux temps sont pratiquement conservées. Le deuxième est une conformation en porte-à-faux d'un vilebrequin double s'étendant en direction opposée, qui permet un ensemble de moteur à pistons multiples, relativement compact, léger (bien que non limité à un type monoflux), qui permet une disposition souhaitée des accessoires du moteur et qui a de bonnes caractéristiques antivibratoires. Le troisième est un moteur monoflux avec des vilebrequins doubles, s'étendant en direction opposée en porte-à-faux.
Le résumé qui va suivre est celui du mode préféré de réalisation et a pour but uniquement de faire remarquer brièvement différents aspects inventifs trouvés dans le mode de réalisation préféré et leurs avantages. Il ne doit, en aucune façon, être interprété comme limitant la portée de l'invention, telle qu'elle est protégée.
Dans le mode de réalisation préféré, un moteur balayé à monoflux comprend deux cylindres, chacun avec un piston, reliés par une chambre de combustion commune. Un des cylindres agit comme un cylindre de balayage et l'autre comme un cylindre d'échappement. La synchronisation du piston du cylindre de balayage est retardée par rapport au piston du cylindre d'échappement. L'orifice de balayage s'ouvre après l'orifice d'échappement. Toutefois, au contraire des moteurs à deux temps classiques, synchronisés de façon symétrique, l'orifice de balayage se ferme après la fermeture de l'orifice d'échappement, augmentant la durée du transfert du volume aspiré et, par conséquent, le rapport de remplissage en volume, conduisant à une puissance plus grande. Avec l'augmentation de la durée des ouvertures de orifice de balayage, la durée de l'ouverture de l'orifice d'échappement peut être diminuée sans perte de puissance. La faible durée d'échappement par l'orifice augmente l'efficacité de piégeage, réduisant les émissions d'hydrocarbure, et augmente la longueur efficace de la course de détente des pistons, permettant une extraction d'énergie plus grande de la combustion des gaz par cycle.
La disposition d'un orifice d'admission de cartermoteur pour le volume essence/air aspiré sur le cylindre d'échappement permet à l'orifice d'échappement et à l'orifice d'admission d'être synchronisés de façon symétrique. Le retard de l'ouverture de l'orifice de balayage augmente la compression dans le carter-moteur du volume carburant/air aspiré. Une compression plus élevée dans le carter-moteur augmente le rapport volumétrique d'admission et, par conséquent, la puissance. En outre, la disposition de l'orifice d'admission sur le cylindre d'échappement libère de la place pour une disposition optimale d'une pluralité de canaux de transfert d'orifice de balayage dans le cylindre de balayage pour fournir un balayage amélioré.
Le volume aspiré relativement froid aide au refroidissement du cylindre d'échappement. Le cylindre d'échappement peut parfois fonctionner à très haute température, conduisant à des pannes de moteur, en particulier quand des conditions de chaleur et de saleté, dans lesquelles des équipements portatifs sont souvent utilisés, interfèrent avec l'air de refroidissement du moteur.
Les vilebrequins doubles s'étendant en direction opposée en porte-à-faux sont mutuellement couplés pour la transmission de la puissance. Chacun d'eux est entraîné par un piston séparé, dans un moteur qui n'est pas nécessairement balayé à monoflux. Les vilebrequins en porte-à-faux sont moins coûteux à réaliser et à monter que, par exemple, un vilebrequin équilibré classique. La vibration du moteur est réduite, en comparaison avec un vilebrequin en porte-à-faux unique ou avec deux vilebrequins en porte-à-faux s'étendant dans la même direction, puisque les forces oscillatoires de l'un des vilebrequins tendent à annuler celles de l'autre. En reliant l'extrémité de l'un des vilebrequins à un ventilateur-volant et en reliant l'extrémité de l'autre à un démarreur conduit à une conformation qui est relativement facile à monter et permet une disposition d'un démarreur pour un accès facile d'un ventilateur et d'une volute de soufflante pour un refroidissement optimisé. En réalisant les cylindres pour chaque piston suivant une manière "siamoise", dans un bloc unique sans espace ouvert entre les cylindres, les sommets des cylindres sont inclinés l'un par rapport à l'autre pour réduire la largeur du moteur au sommet des cylindres. Ceci autorise l'optimisation de la disposition des accessoires du moteur, comme le silencieux, le carburateur, le démarreur et le ventilateur/volant de refroidissement, tout en maintenant un ensemble de moteur relativement compact. Dans un moteur monoflux, l'inclinaison réduit le volume de la chambre de combustion commune, améliorant ainsi la compression pour une plus grande puissance. Ceci simplifie aussi la fabrication. La liaison des vilebrequins est réalisée en formant le contrepoids d'un seul tenant avec un engrenage. Cet engrenage constitue une liaison simple et compacte des pistons dans chaque cylindre. Les forces de porte-à-faux et les forces centrifuges, associées aux contrepoids en rotation, sont équilibrées par une contre-rotation sensiblement en phase. Les vilebrequins deviennent auto-équilibrés, car les forces d'inertie, les forces dues à la rotation et au mouvement pendulaire de chaque vilebrequin équilibrent celles de l'autre vilebrequin en réduisant les vibrations. En outre, les décalages de la synchronisation entre chacun des cylindres sont réalisés facilement au cours de la fabrication.
L'alignement de chaque axe d'alésage de cylindre, de façon à ce qu'il coupe l'axe de rotation de son vilebrequin respectif, élimine la nécessité de modifier les cylindres pour un emplacement pour la bielle et conduit à un frottement réduit pour le piston, et ainsi, à une plus grande fiabilité.
Un moteur monoflux ayant les orifices d'échappement et d'admission situés sur le même cylindre et des vilebrequins s'étendant en direction opposée en porte à-f aux n'ont pas seulement les avantages précédemment notés en relation les uns avec les autres, mais aussi des avantages supplémentaires. En commandant chaque vilebrequin dans un carter-moteur commun ou dans deux chambres reliées par un passage, l'admission du volume dans le cylindre d'échappement crée un courant transversal du volume aspiré à travers le carter moteur, ce qui améliore la lubrification et le refroidissement du couplage des vilebrequins.
L'inclinaison et le jumelage des deux cylindres permettent à l'ensemble du moteur de rester relativement compact, quand le carburateur et le silencieux sont fixés sur le même cylindre. En outre, ceci réduit le volume de la chambre de combustion commune tout en augmentant la longueur des alésages de cylindres et permet à la chambre d'être conformée de façon plus sphérique. La surface de poussée plus grande et la disposition de l'orifice d'admission du volume aspiré sur le cylindre d'échappement rendent disponible plus de surface de paroi dans le cylindre de balayage pour une meilleure disposition des canaux de transfert pour favoriser le balayage. Les canaux de transfert sont disposés et orientés pour produire un tourbillon ascendant du volume aspiré, qui est aligné avec l'axe de la chambre de combustion commune pour favoriser un transfert vers le cylindre d'échappement.
Le mode de réalisation préféré de l'invention en objet est décrit par la suite en relation avec les dessins annexés. D'autres aspects et d'autres avantages vont être décrits ou seront apparents d'une autre manière à partir de cette description.
La figure 1 est une vue latérale d'un appareil à couper à fil souple ayant un moteur monoflux illustrant la présente invention.
La figure 2 est une vue de dessous en élévation du moteur monoflux décrit à la figure 1.
La figure 3A est une vue en élévation de l'arrière du moteur de la figure 1.
La figure 3B est une vue en élévation de l'arrière du carter-moteur, d'un bloc de cylindre et d'un carter de soufflante du moteur de la figure 1.
La figure 4 est une vue en élévation latérale du moteur de la figure 1, qui est partiellement coupé selon la ligne 4-4 indiquée à la figure 3.
La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4.
La figure 6 est une vue en coupe prise selon les lignes 6-6 indiquées à la figure 3A.
La figure 7 est une vue de dessous du moteur représenté à la figure 1, avec son silencieux démonté et coupé à travers son bloc de cylindre.
La figure 8 est une représentation schématique d'une vue de dessous du bloc de cylindre du moteur de la figure 1, avec les ailettes de refroidissement démontées.
La figure 9 est une vue latérale de la représentation schématique de la figure 8.
Les figures 10A et 10B représentent schématiquement, en vue en coupe, les positions de chacun des pistons du moteur de la figure 1.
La figure 10C est une illustration schématique d'un moteur à deux temps à combustion interne, balayé en boucle, classique selon une technique antérieure.
La figure liA est un diagramme de distribution des pièces d'échappement, d'admission et de balayage ou de transfert pour le moteur de la figure 1, basé sur la position en rotation du vilebrequin du cylindre d'échappement.
La figure llB est un diagramme de distribution pour un moteur classique balayé en boucle, à deux temps, selon la technique antérieure.
Dans la description qui va suivre, des repères identiques font référence à des pièces identiques.
En se référant aux figures 1, 2 et 3A, l'invention est décrite en relation avec l'appareil à couper à fil souple 100. L'appareil à couper à fil souple est prévu pour être représentatif d'un appareil de travail portatif, en particulier de ceux utilisés dans les applications pour la forêt, le gazon et le jardin, comme les tronçonneuses à chaîne, des soufflantes de feuilles, des appareils à tailler de toutes sortes, des soufflantes à neige, des appareils à tailler les bordures de gazon, des coupe-haies et analogues.
D'une manière classique, un moteur à combustion interne 102 agit en tant que source de puissance pour faire tourner un arbre d'entraînement (non représenté) disposé dans un tube rigide 104. Un collier de serrage 105 est serré autour du tube 104 pour tenir le moteur à une extrémité du tube. Derrière le collier de serrage, il y a un accouplement pour relier l'arbre d'entraînement à un embrayage centrifuge qui, à son tour, est relié au vilebrequin du moteur. A son extrémité inférieure, l'arbre d'entraînement est relié à la tête de fil 106, ou, comme variante, à un autre dispositif de coupe ou de travail, pour transmettre la puissance en rotation du moteur vers le dispositif de travail. La puissance en rotation fait tourner la tête de fil autour de son axe, provoquant l'extension d'une longueur de fil souple 108 suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation de la tête devant agir comme un fléau. L'angle entre l'axe de la tête et le tube 104 permet à une personne de tenir confortablement avec chaque main une poignée arrière 110 et une poignée avant auxiliaire llOA et de manoeuvrer l'appareil à tailler pour couper. la végétation avec le fil souple. De préférence, l'appareil à couper à fil est équilibré autour d'un point à proximité des poignées.
Le moteur à combustion interne 102 comprend un bloc de cylindre 112 d'un seul tenant, une bougie d'allumage 113 et un carter-moteur 114. Le bloc de cylindre comprend une pluralité d'ailettes de refroidissement disposées autour de la circonférence du bloc de cylindre, d'une manière classique, pour refroidir le moteur. Le carburateur 109, fixé sur le bloc de cylindre par un montage 111, mélange l'air aspiré à travers le filtre à air 121 avec un mélange d'essence et d'huile et fournit le produit pour alimenter l'orifice d'admission délimité à travers la paroi du bloc de cylindre. Le silencieux 116 est accouplé à un orifice d'échappement sur le bloc de cylindre 112 pour recevoir les gaz d'échappement et ensuite expulser les gaz à pression plus basse, globalement vers l'arrière et en s'éloignant de la personne qui tient l'appareil à tailler. Dans une position normale d'utilisation de l'appareil à couper, le bloc de cylindre pend sous le carter-moteur, pour fournir un meilleur équilibre et pour maîtriser l'appareil à couper.
Devant le carter-moteur et le bloc de cylindre du moteur se trouvent un carter de ventilateur et une enveloppe de moteur d'un seul tenant 117. Monté pour la rotation dans une volute formée par le carter du tronçon de ventilateur 117A et un tronçon d'accouplement s'étendant en forme de volute 119 du carter-moteur 114 se trouve un ventilateur (non représenté) pour aspirer l'air de refroidissement et le souffler à travers les ailettes de refroidissement du bloc de cylindre 112. Le tronçon 117B du carter de soufflante aide à diriger l'air de refroidissement vers l'arrière et en s'éloignant de l'opérateur, par-dessus les ailettes de refroidissement et vers le silencieux pour évacuer des ailettes de refroidissement et du silencieux la chaleur produite par la combustion.
Comme cela va être indiqué avec plus de détails, le bloc de cylindre 112 comprend deux cylindres "siamois" ayant une chambre de combustion commune pour former un moteur de type monoflux. Le bloc de cylindre est conformé comme une pièce unique, d'un seul tenant en coulant la pièce avec deux noyaux pour former les alésages de cylindres et les parties de la chambre de combustion. Après avoir retiré les noyaux pendant le processus de coulée, la formation de la chambre de combustion est terminée en perçant et en taraudant les filets pour la bougie d'allumage. Le perçage enlève de la matière entre les deux tronçons de la chambre de combustion, formant une trajectoire continue pour le flux unique des gaz.
L'axe de l'alésage de chaque cylindre est décalé par rapport à l'autre, suivant leur direction comme suivant la direction perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entraînement et aussi incliné par rapport à l'autre.
Cette conformation tend à maximiser la surface extérieure des cylindres exposée à l'air de refroidissement soufflé par le ventilateur-volant, et fournit ainsi un refroidissement plus efficace du moteur. Elle minimise aussi le volume de la chambre de combustion pour améliorer le taux de compression.
A l'extrémité arrière du carter-moteur 114 se trouve le boîtier du démarreur 118. D'une manière classique, un opérateur, après avoir tourné un interrupteur d'allumage 120, tire vers le haut la poignée de démarrage 122 pour démarrer le moteur, en supportant le poids de l'appareil à couper d'une façon équilibrée avec l'autre main autour du tube 104. En tirant la poignée, une poulie de démarrage tourne dans le boîtier de démarrage 118 et s'accouple à un vilebrequin du moteur. Le levier 124 est relié au papillon du carburateur 109 pour commander la vitesse du moteur.
Notez, s'il vous plaît, qu'un réservoir à carburant n'est pas représenté, mais est monté au sommet du carter-moteur. En se référant à présent à la figure 3B, la représentation est une vue en élévation de l'arrière d'un moteur démonté de la figure 2, en gardant seulement le carter-moteur 114, le bloc de cylindre 112 et le boîtier de ventilateur 117B. Le bloc de cylindre 112 est relié au carter-moteur 114 par des goujons 300 s'étendant à travers des trous dans la bride 302 du bloc de cylindre.
Le carter-moteur est conformé pour le montage de deux vilebrequins en porte-à-faux (non représentés), et va donc être repéré comme le carter-moteur commun pour les vilebrequins. L'ouverture d'extrémité 303 du carter-moteur permet l'introduction du premier vilebrequin s'étendant vers l'avant. Le vilebrequin est supporté en rotation par des paliers dans un montage de palier 304 de forme cylindrique. Un second vilebrequin (non représenté) s'étend vers l'arrière et est supporté en rotation par des paliers montés dans un second montage de palier 306 de forme cylindrique. Une pluralité de nervures 308 s'étendent radialement vers l'extérieur le long d'une paroi d'extrémité 310 du carter-moteur en entourant l'ouverture du support de palier 306. Les nervures raidissent la structure et supportent le montage de palier 306. Située à l'arrière et sur le côté du bloc de cylindre se trouve une bride d'orifice d'échappement 312, sur laquelle un silencieux 116 (non représenté) est monté.
La figure 4 est une vue en élévation latérale, partiellement coupée à travers le carter-moteur 114 du moteur monoflux représenté aux figures 1-3A, prise le long d'une ligne de coupe 4-4 de la figure 3A. Le silencieux 116 et son montage sont démontés pour dévoiler l'orifice d'échappement 312 délimité à travers la paroi latérale du bloc de cylindre 112. La figure 4 est, par principe, une vue en coupe de la partie du carter-moteur commun 114 dans lequel un premier vilebrequin en porte-à-faux 402, s'étendant vers l'avant, est supporté en rotation par un jeu de paliers 404. Le jeu de paliers est monté avec un joint 405 dans le montage de palier 304, de forme cylindrique qui est formé d'un seul tenant dans le carter-moteur 114. Une extrémité du vilebrequin en porte-à-faux 402, repérée pour la commodité comme l'extrémité proximale, est fixée à un contrepoids à engrenage 406. Un tourillon de manivelle 408 est fixé sur le contrepoids, d'une façon excentrique par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin, et s'étend vers l'arrière, parallèlement à l'axe de rotation du vilebrequin. Une extrémité de la bielle 410 est fixée de façon à pouvoir tourner sur le tourillon de manivelle 408 d'une manière classique.
L'autre extrémité de la bielle est reliée d'une manière classique au premier piston (non visible) de telle façon que le mouvement alternatif de translation du piston déplace le tourillon de manivelle d'une façon excentrique autour du vilebrequin, ce qui, à son tour, fait tourner le vilebrequin.
A l'arrière du moteur, une ouverture 302 (cf.
figure 3) du carter-moteur est fermée par la bougie 412. Le boîtier de démarrage 118 est boulonné sur la plaque d'extrémité.
Un ventilateur-volant 414 est fixé pour tourner avec l'extrémité avant ou distale du premier vilebrequin. Le ventilateur-volant est de conception classique et comprend une pluralité d'aubes de roue de ventilateur centrifuge. La rotation du ventilateurvolant aspire de l'air de refroidissement le long de son axe de rotation, à travers les ouvertures 416 délimitées entre le carter-moteur 114 et la partie d'extension 119 du carter-moteur. Les fentes sont situées globalement sur le côté supérieur du moteur, aussi éloignées que possible du sol et de la tête de l'appareil à couper pour réduire la quantité de débris entraînés par l'air. Le ventilateur-volant souffle l'air radialement vers l'extérieur dans une volute formée entre l'extension 119 et le tronçon de boîtier de ventilateur 117A. La volute collecte et dirige l'air vers le bloc de cylindre et l'enveloppe du moteur 117B dirige l'air soufflé vers l'arrière, vers le bloc de cylindre 112 et autour de lui, suivant une direction globalement parallèle aux ailettes de refroidissement du bloc de cylindre. Le bloc de cylindre a un aspect allongé, qui est mieux vu aux autres figures, à cause des cylindres jumelés. Pour diminuer davantage le profil du bloc de cylindre présenté à l'air soufflé, les cylindres sont inclinés l'un vers l'autre. Ce profil étroit, orienté pour se diriger dans le flux prédominant de l'air soufflé, expose une surface maximale de refroidissement des ailettes à l'air soufflé et améliore ainsi l'efficacité du refroidissement.
A l'avant du ventilateur-volant, un ensemble d'embrayage centrifuge classique 417 est fixé à l'extrémité du vilebrequin 402. L'embrayage comprend un ensemble de patins 418 attaché au ventilateur-volant 414. Les patins sont mis en tension par des ressorts en position rétractée et s'étendent radialement vers l'extérieur sous l'influence des forces centrifuges produites par la rotation du vilebrequin. A une certaine vitesse de rotation du vilebrequin supérieure à la vitesse de ralenti (typiquement supérieure de 1000 tr/mn à la vitesse de ralenti), les patins s'étendent suffisamment pour venir en prise et faire tourner le tambour 420. Le tambour est supporté en rotation par les paliers 422 montés sur le prolongement du vilebrequin de la vis de retenue du volant 424. Le tambour 420 comprend un tronçon d'accouplement 426 pour la fixation sur l'arbre d'entralnement (non visible) disposé dans le tube 104 (figure 1).
En se référant à présent à la figure 5, qui est une vue en coupe de la figure 4 prise le long des lignes de coupe 5-5, un second vilebrequin en porte-à-faux 502 s'étend vers l'arrière et parallèlement au premier vilebrequin en porte-à-faux 402. Comme le vilebrequin 402, il est supporté en porte-à-faux en rotation par d engrenage 406 de telle façon que les dents s'étendant vers l'extérieur de la circonférence de chaque contrepoids engrènent. Chaque vilebrequin tourne avec la même vitesse, et la puissance du second piston est transmise au premier vilebrequin 402.
I1 y a plusieurs avantages en prolongeant les vilebrequins en porte-à-faux suivant des directions opposées. Les forces oscillatoires de l'un des vilebrequins en porte-à-faux sont équilibrées par celles de l'autre. Les forces d'inertie et celles dues à la rotation associées à un vilebrequin sont équilibrées par celles de l'autre vilebrequin à cause de la contre-rotation des vilebrequins. Par conséquent, les vibrations sont réduites de façon significative. La commande par engrenage des contrepoids économise de l'espace, réduit le poids et simplifie le montage. Les vilebrequins doubles s'adaptent facilement à une synchronisation asymétrique, si on le souhaite, entre les premier et second pistons en retardant la position relative de l'un des contrepoids à engrenage par rapport à l'autre. La géométrie générale de l'ensemble du moteur est rendue plus compacte en décalant les plans dans lesquels les tourillons de manivelle 408 et 508 tournent, suivant la direction de l'axe de rotation des vilebrequins. Ceci permet aux pistons d'être décalés le long des axes de vilebrequins et ensuite inclinés l'un vers l'autre.
En outre, un ensemble de démarrage 514, monté sur l'extrémité libre ou distale du second vilebrequin 502, permet la disposition du démarreur à l'arrière du moteur. Le montage du moteur est ainsi simplifié, car un vilebrequin unique ne nécessite pas de recevoir le démarreur, le ventilateur-volant et l'embrayage.
L'ensemble de démarrage comprend une poulie classique de réenroulement 516 qui est montée en rotation libre sur un arbre qui est une partie du couvercle de démarrage 118 (non représenté). La transmission de démarrage 517 est directement fixée au vilebrequin pour tourner avec le vilebrequin. Une corde de démarrage 518 s'enroule autour de la poulie de démarrage. La poulie de démarrage est reliée à la transmission de démarrage par un mécanisme classique à cliquet ou à taquet, mis sous tension par un ressort, de telle façon que la rotation de la poulie de démarrage avec la corde de démarrage quand le moteur est à l'arrêt tourne la transmission de démarrage, mais la poulie se dégage de la transmission de démarrage quand le moteur est en fonctionnement. Un ressort sur la poulie de démarrage réenroule la corde autour de la poulie.
Un tampon d'extrémité 512 est fixé sur une ouverture à l'avant du carter-moteur 114 par lequel le second vilebrequin en porte-à-faux est installé. Un module classique d'allumage 520 est monté à proximité immédiate du ventilateur-volant 414. Un aimant sur le volant excite le module d'allumage pour produire une charge électrique qui est transmise par le câblage 522 à la bougie d'allumage (non visible) montée dans la chambre de combustion commune à chacun des deux cylindres pour l'allumage d'un mélange essence/air.
En se référant à présent à la figure 6, une bielle 408 relie un premier piston 602 au premier vilebrequin en porte-à-faux 402 de la manière précédemment décrite.
Le premier piston est monté dans un alésage cylindrique d'un premier cylindre 604. Le premier cylindre va être repéré comme le cylindre d'échappement. L'axe de l'alésage coupe l'axe de rotation du vilebrequin 402 pour fournir un maximum de surface de poussée le long du diamètre intérieur de l'alésage. De la même façon, un second piston 606 est monté pour le mouvement alternatif de translation dans l'alésage du cylindre 608. L'axe de l'alésage du second cylindre coupe l'axe de rotation du second vilebrequin en porte-à-faux 502.
Le second piston est relié au tourillon de manivelle 508 par la bielle 510 (non représentée). Le second cylindre va être repéré comme le cylindre de balayage.
Les cylindres de balayage et d'échappement sont reliés à leur sommet par une chambre de combustion commune 609. Une bougie d'allumage, non représentée, est montée à travers le haut de la chambre de combustion commune. Les cylindres sont jumelés, ce qui signifie qu'il n'y a pas d'espace ouvert entre les cylindres. Le bloc de cylindre est réalisé en une seule pièce. Seul l'alliage d'aluminium dans lequel le bloc de cylindre est réalisé occupe l'espace entre les cylindres. En outre, les cylindres sont inclinés l'un par rapport à l'autre, de telle façon que dans cette partie ils semblent se chevaucher. Le décalage des cylindres l'un par rapport à l'autre suivant des directions opposées le long de l'axe des vilebrequins respectifs, comme cela est visible à la figure 5, permet cette inclinaison. L'inclinaison des cylindres aide à réduire la largeur au sommet du bloc de cylindre, et fournit, comme cela va être expliqué par la suite, un emplacement pour un silencieux et un carburateur dans des positions qui n'accroissent pratiquement pas la taille et la longueur du moteur, et améliore l'efficacité du refroidissement comme cela a été expliqué précédemment. En outre, le volume de la chambre de combustion commune est minimisé.
Chaque contrepoids à engrenage 406 et 506 est formé d'une seule pièce et a une partie de contrepoids 610, un tronçon de tourillon de manivelle 612 et un tronçon de forme annulaire 614 formant une circonférence extérieure sur laquelle des dents d'engrenage sont formées. Les dents de chaque contrepoids engrènent. Les deux ont la même circonférence et chacun tourne avec la même vitesse, mais en des directions opposées.
En se référant à présent à la figure 7, il s'agit d'une vue de dessous du moteur, avec une coupe effectuée à travers le bloc de cylindre 112, selon les lignes 7-7 de la figure 3A. Le carburateur, le premier et le second pistons sont enlevés pour la clarté. Le cylindre de balayage 608 a une pluralité d'orifices de balayage formés par une pluralité de canaux de transfert 702 délimités le long du diamètre intérieur du cylindre. Le bord supérieur du second piston (non représenté) découvre une partie supérieure de canal, qui est aussi repéré pour être un orifice de balayage, juste avant le point mort bas du piston, de telle façon que le volume aspiré s'écoule du carter-moteur dans le cylindre de balayage et ferme le canal dans sa course ascendante. Les lignes en pointillé 703 esquissent le diamètre intérieur de l'alésage du cylindre. Les canaux de transfert sont parallèles à l'axe de l'alésage du cylindre. Pour produire un tourbillon du volume aspiré dans le cylindre de balayage qui améliore le balayage, un des canaux de transfert, un canal "auxiliaire" 702A, est réalisé plus petit que les canaux de transfert "principaux" 702B. Les canaux de transfert sont disposés de telle façon qu'aucun canal de transfert auxiliaire ne soit aligné avec l'axe de la chambre de combustion commune 609 (figure 6) et que les canaux de transfert principaux soient symétriques par rapport à cet axe.
L'orifice d'échappement est formé par une lumière 707 délimitée dans la paroi latérale du cylindre d'échappement 604 et s'ouvre quand le bord du haut du premier piston (non représenté) approche le point mort bas. L'efficacité du piégeage est améliorée en retardant la synchronisation du piston dans le cylindre de balayage par rapport au piston dans le cylindre d'échappement, de telle façon que l'orifice de balayage s'ouvre et se ferme après l'orifice dféchappement. Le silencieux 116 est fixé à l'orifice d'échappement par un adaptateur de montage 708 et est situé immédiatement adjacent au bloc de cylindre pour économiser de la place.
Le volume frais aspiré est transféré vers le carter-moteur depuis le carburateur (non représenté) à travers un orifice d'admission situé sur le cylindre d'échappement. L'orifice d'admission est formé par une lumière sur l'extérieur du cylindre qui relie au sommet d'un canal, dont un tronçon est indiqué par la ligne en pointillé 706, courant le long de la paroi intérieure du cylindre d'échappement. Le bas du canal est ouvert par le bord inférieur de la jupe du premier piston durant sa course ascendante pour permettre au volume frais aspiré du carburateur de pénétrer dans le cartermoteur. Ensuite, sous pression négative, il demeure ouvert durant la partie haute de la course descendante.
Toutefois, il ferme bien avant l'ouverture des orifices de balayage sur le cylindre de balayage 608 afin de retenir et de commencer à comprimer le volume aspiré dans le carter-moteur. La suite du mouvement de descente des premier et second pistons après l'ouverture du carter-moteur déplace le volume aspiré dans le carter-moteur, de telle façon qu'il s'écoule dans le cylindre de balayage.
La disposition de l'orifice d'admission sur le cylindre d'échappement a deux avantages principaux. En premier, le volume frais aspiré aide à refroidir le cylindre d'échappement, qui tend à fonctionner à température plus élevée que le cylindre de balayage, à cause des gaz chauds de combustion s'échappant vers le silencieux. En second, le volume aspiré doit traverser le carter-moteur vers les orifices de balayage. Ce courant transversal du volume aspiré d'un côté du carter-moteur commun vers l'autre aide à assurer que l'engrenage et d'autres composants mobiles dans le carter-moteur sont revêtus par les lubrifiants dans l'essence.
L'inclinaison du cylindre d'échappement 604 vers le vilebrequin opposé rétrécit la largeur du sommet du bloc de cylindre 112 et permet la disposition du carburateur (non représenté pour la clarté) adjacent à l'orifice d'admission, mais loin de la chaleur du silencieux sans une augmentation significative de la largeur du moteur.
Les figures 8 et 9 sont une représentation schématique qui montre le bloc de cylindre 112 dépouillé de ses ailettes de refroidissement et avec un nombre significatif de matériel enlevé entre les cylindres 604 et 608. Le but est de montrer clairement l'orientation inclinée des cylindres.
En se référant aux figures 10A et lOB, ces diagrammes schématiques montrent les positions respectives des pistons 602 et 606 dans le cylindre d'échappement 604 et le cylindre de balayage 608 au point mort bas du piston d'échappement 602 (figure 10A) et après (figure 10B).
En se référant seulement à la figure 10A, l'orifice d'échappement 704 et les orifices de balayage 702 sont ouverts, créant un flux d'échappement à travers l'orifice d'échappement qui a été déplacé par un flux du volume aspiré pénétrant dans le cylindre de balayage depuis les orifices de balayage, circulant à travers la chambre de combustion commune 609 et dans le cylindre d'échappement. Le flux du volume aspiré et les gaz d'échappement déplacés s'écoulent suivant une direction, comme indiqué par la flèche 1002. La frontière entre les gaz d'échappement et le volume frais aspiré n'est pas indiquée. En pratique, la frontière n'est pas définie de façon nette et un certain mélange se produit invariablement. L'écoulement tourbillonnaire du volume aspiré, comme décrit précédemment, aide à déplacer la frontière uniformément vers l'ouverture de l'orifice d'échappement.
En se référant à présent uniquement à la figure 10B, juste à l'instant où cette frontière atteint l'orifice d'échappement, l'orifice d'échappement se ferme pour retenir autant que possible le volume frais aspiré et pour minimiser la perte de volume aspiré.
Toutefois, les orifices de balayage demeurent ouverts pour activer le balayage complet et uniforme des deux cylindres, comme indiqué par les flèches 1002 retournant dans le cylindre d'échappement vers la chambre de combustion.
La figure 10C est une représentation schématique d'un moteur classique à combustion interne, à deux temps, balayé en boucle, selon la technique antérieure.
Le moteur comprend un cylindre unique 1004 qui est balayé par un orifice de transfert 1008 situé au milieu du piston 1006. L'orifice est orienté de telle façon que le volume aspiré s'écoule suivant une boucle, comme indiqué par la ligne 1010, pour déplacer les gaz d'échappement à travers l'orifice d'échappement 1012.
Le piston est relié par la manivelle 1018 à un tourillon de manivelle 1014 qui est monté de façon excentrique sur le vilebrequin en porte-à-faux 1016. Le contrepoids 1020 aide à équilibrer les forces internes et externes associées au mouvement du piston et du vilebrequin.
Les figures lîA et llB, les deux de nature schématique, représentent les différences de synchronisation des orifices d'admission, d'échappement, de transfert ou de balayage entre un moteur monoflux, balayé par le carter-moteur, à deux cylindres, synchronisé de façon asymétrique (figure lia), comme décrit précédemment en liaison avec les figures 1-10, et un moteur monocylindre, à deux temps classique, synchronisé de façon symétrique représenté à la figure llB. A la figure llA, le cercle 1100 correspond à la position en rotation du piston du cylindre d'échappement. A la figure llB, le cercle 1110 correspond à la position en rotation du vilebrequin unique. Aux deux, le point mort haut et le point mort bas sont respectivement à 0 degrés et à 180 degrés. Le moteur classique et le moteur monoflux ont une lumière d'orifice d'admission 1102 qui est symétrique par rapport au point mort haut. Le centre de la lumière d'admission 1101 du moteur monoflux est opposé à 180 par rapport au centre de la lumière d'échappement 1104.
La durée des deux est approximativement la même. La lumière d'orifice d'échappement 1104 du moteur monoflux et la lumière d'échappement 1112 du moteur classique sont toutes les deux centrées par rapport au point mort bas. Toutefois, contrairement au moteur classique, la lumière de balayage 1106 du moteur monoflux de la figure llA est en retard de 20 degrés par rapport au point mort bas, comme indiqué par la flèche 1107, et s'ouvre après la lumière de l'orifice d'échappement 1104 et se ferme après que la lumière de l'orifice d'échappement se ferme. Ceci fournit une décompression souhaitée (angle 1107) préalable au balayage, mais pour une période de balayage plus longue qui continue après la fermeture de l'orifice d'échappement. La lumière de balayage 1114 du moteur classique doit se fermer avant la lumière d'échappement 1112. La commande indépendante de la lumière de l'orifice d'échappement 1104 du moteur monoflux permet un choix plus grand en ce qui concerne l'instant de son ouverture et de sa durée pour améliorer l'efficacité du piégeage par rapport à un moteur classique à deux temps. En outre, la lumière de l'orifice d'échappement du monoflux peut être raccourcie en comparaison avec le moteur classique.
Ceci fournit une plus grande compression dans le carter-moteur du volume aspiré, qui est indiquée par l'angle 1116, sans sacrifier un angle souhaité de décompression. Une plus grande compression dans le carter-moteur a pour résultat de meilleurs rapports volumétriques.
De nombreuses modifications, réaménagements et substitutions du mode de réalisation préféré vont devenir apparents à ceux qualifiés dans la technique sans sortir de l'esprit de cette invention. La portée de cette invention n'est par conséquent pas limitée à ce mode de réalisation préféré, mais englobe toutes ces modifications, réaménagements et substitutions qui tombent dans le domaine de cette invention. En particulier, les cylindres 604 et 608 ont un rapport entre la course et l'alésage de préférence égal ou supérieur à 1,33.
Claims (31)
1. Outil portatif (100) ayant un moteur (102) avec des émissions à l'échappement améliorées comprenant
un outil de travail supporté par un moyen de montage
des poignées (110, ll0A) reliées audit moyen pour manoeuvrer manuellement un outil de travail ;
un moteur monoflux, à deux temps, allumé par étincelle (102) relié à l'outil de travail pour fournir de la puissance, ledit moteur ayant des émissions d'hydrocarbures réduites et étant adapté dans l'espace pour être un moyen formant support, et comprenant
un premier piston (606) monté pour le mouvement alternatif linéaire dans un premier cylindre (608), le premier cylindre (608) comprenant une pluralité d'orifices de balayage (702) ;
un second piston (602) monté pour le mouvement alternatif linéaire dans un second cylindre (604), le second cylindre comprenant un orifice d'échappement (704)
une chambre de combustion commune (609) reliant les premier (608) et second (604) cylindres pour établir un flux de volume frais aspiré et d'échappement dans les cylindres (608), (604) globalement suivant une direction depuis l'orifice de balayage (702) vers l'orifice d'échappement (704) dans laquelle les premier (608) et second (604) cylindres et la chambre de combustion commune (609) forment un HUM dans lequel l'efficacité du piégeage des cylindres (604, 608) est améliorée ; et
un carter-moteur commun (114) dans lequel les premier (606) et second (602) pistons sont reliés à un vilebrequin pour fournir de la puissance à l'outil de travail ;
un silencieux (116) monté sur le second cylindre (604) et en communication avec l'orifice d'échappement (312) pour recevoir les gaz d'échappement ; et
un carburateur (109) adjacent au carter-moteur commun (114) pour fournir un mélange d'essence et d'air au carter-moteur (114), le carburateur (109) étant globalement situé loin du silencieux (116) ; et
un ventilateur (414) entraîné par le moteur (102) pour souffler de l'air de refroidissement sur les premier et second cylindres (604, 608) pour refroidir le moteur (102).
2. Outil portatif selon la revendication 1 dans lequel le premier cylindre (608) comprend une pluralité d'orifices de balayage (702) pour produire un écoulement tourbillonnaire du volume aspiré qui est aligné avec l'axe de l'alésage de la chambre de combustion pour activer le balayage.
3. Outil portatif selon la revendication 1, dans lequel les premier (606) et second (602) pistons sont reliés de telle façon que le premier piston (606) soit retardé par rapport au second piston (602), provoquant l'ouverture de l'orifice d'échappement (704) avant celle de l'orifice de balayage (702) et la fermeture de l'orifice de balayage (702) après celle de l'orifice d'échappement (704), améliorant ainsi l'efficacité du piégeage.
4. Outil portatif selon la revendication 1, dans lequel un des premier (606) et second (602) pistons est relié à un vilebrequin (402) et l'autre des premier (606) et second (602) pistons est relié à un second vilebrequin (502), les premier (402) et second (502) vilebrequins étant supportés tous les deux en porte-àfaux et engrenant mutuellement.
5. Outil portatif selon la revendication 4, dans lequel la synchronisation des premier (402) et second (502) vilebrequins est asymétrique, provoquant l'ouverture de l'orifice de balayage (702) après l'ouverture de l'orifice d'échappement (704) et sa fermeture après la fermeture de l'orifice d'échappement (704), de façon à améliorer l'efficacité du piégeage et à minimiser la perte de balayage, ce par quoi les émissions à l'échappement sont améliorées.
6. Outil portatif selon la revendication 4, dans lequel les premier (402) et second (502) vilebrequins en porte-à-faux s'étendent en directions opposées, et dans lequel le premier vilebrequin (402) est relié à un ventilateur (414) et le second vilebrequin (502) est relié à un démarreur (514).
7. Outil portatif selon la revendication 4, comprenant en outre un orifice d'admission du volume aspiré situé sur le second cylindre (604) ayant une synchronisation commandée par le second piston (602) dans lequel le volume à l'admission circule à travers le carter-moteur (114) vers un canal de transfert pour l'orifice de balayage (702) sur le premier cylindre (602), refroidissant et lubrifiant l'accouplement entre les premier (402) et second (502) vilebrequins.
8. Outil portatif selon la revendication 4, dans lequel les premier (402) et second (502) vilebrequins en porte-à-faux s'étendent en directions opposées, de telle façon que les cylindres (604, 608) soient décalés l'un par rapport à l'autre le long de leur vilebrequin respectif (502, 402) ; et dans lequel les cylindres (604, 608) sont inclinés l'un vers l'autre, dans des plans perpendiculaires à leur vilebrequin respectif (502, 402).
9. Outil portatif selon la revendication 1, dans lequel le second cylindre (604) comprend en outre un orifice d'admission de volume pour le carter-moteur (114) situé sur le second cylindre (604) ayant une synchronisation commandée par la jupe du second piston (602) ; et dans lequel les premier (606) et second 602 pistons sont reliés de telle façon que le premier piston (606) soit retardé par rapport au second piston (602) provoquant l'ouverture de l'orifice d'échappement (704) avant l'orifice de balayage (702) et la fermeture de l'orifice de balayage (702) après l'orifice d'échappement (704), le retard conduisant à une compression plus grande dans le carter-moteur (114) qui améliore le rapport volumétrique.
10. Moteur à combustion interne relié à un outil de travail pour fournir de la puissance et ayant des émissions à l'échappement améliorées, le moteur à combustion interne (102) comprenant
un premier (606) et un second (602) pistons montés respectivement dans un premier (608) et un second (604) cylindres ; et
un premier (402) et un second (502) vilebrequins supportés en porte-à-faux et entraînés respectivement par le premier (606) et second (602) pistons ; chaque vilebrequin en porte-à-faux ayant une première et une seconde extrémités et un contrepoids (406, 506) et un tourillon de manivelle (408, 508) montés sur la première extrémité pour la rotation du vilebrequin (402, 502) par le piston respectif (606, 602) ;
dans lequel le premier (402) et le second (502) vilebrequins en porte-à-faux sont reliés pour une contre-rotation réciproque et s'étendent en des directions opposées, mais parallèles.
11. Moteur selon la revendication 10, comprenant en outre
un démarreur (514) couplé sur la seconde extrémité du second vilebrequin (502) ; et
un volant et un embrayage (417) couplés sur la seconde extrémité du premier vilebrequin (402) .
12. Moteur selon la revendication 10, dans lequel les contrepoids (406, 506) comprennent des dentures d'engrenage, les contrepoids (406, 506) engrenant pour relier les premier (402) et second (502) vilebrequins pour une rotation mutuelle, de telle façon que les forces oscillatoires et les forces d'inertie de l'un des deux vilebrequins (402, 502) équilibrent globalement celles de l'autre vilebrequin.
13. Moteur selon la revendication 12, dans lequel le premier cylindre (608) comprend un perçage avec un axe coupant un axe de rotation du premier vilebrequin (402) et le second cylindre (604) comprend un perçage avec un axe coupant un axe de rotation du second vilebrequin (502).
14. Moteur selon la revendication 12, dans lequel le premier piston (606) fait tourner une manivelle (408) dans un premier plan autour d'un premier axe globalement perpendiculaire à un axe de l'alésage du premier cylindre (608) et le second piston (602) fait tourner la seconde manivelle (508) dans un second plan et autour d'un second axe globalement perpendiculaire à un axe de l'alésage du second cylindre (604) ; les premier et second plans étant globalement parallèles l'un à l'autre et décalés, les premier et second axes étant parallèles, et les axes des premier (608) et second (604) cylindres étant inclinés respectivement l'un vers l'autre dans les premier et second plans.
15. Moteur monoflux comprenant
un premier piston (602) monté pour un mouvement alternatif linéaire dans un premier cylindre (604) ;
un second piston (606) monté pour le mouvement alternatif, linéaire dans un second cylindre (608) ;
une chambre de combustion commune (609) reliant les premier (604) et second (608) cylindres pour permettre le flux de l'échappement et de l'admission du premier cylindre (604) vers le second cylindre (608) ;
un premier vilebrequin en porte-à-faux (502) relié au premier piston (602) et s'étendant dans une première direction ; et
un second vilebrequin en porte-à-faux (402) relié au second piston (606) et s'étendant dans une seconde direction opposée à la première, les premier (502) et second (402) vilebrequins étant reliés pour une rotation mutuelle.
16. Moteur monoflux selon la revendication 15 comprenant en outre
un système de démarreur (514) couplé au premier vilebrequin (502) pour faire tourner le moteur (102) pour le démarrage ; et
un volant et un arbre de prise de mouvement couplés au second vilebrequin.
17. Moteur selon la revendication 15, dans lequel chaque vilebrequin (402, 502) en porte-à-faux comprend un contrepoids (406, 506) formé d'un seul tenant avec un engrenage, l'engrenage de chaque vilebrequin engrenant pour accoupler les premier (502) et second (402) vilebrequins pour une rotation mutuelle.
18. Moteur selon la revendication 17, dans lequel le premier cylindre (604) comprend un perçage avec un axe coupant un axe de rotation du premier vilebrequin (502) et le second cylindre (608) comprend un perçage avec un axe coupant un axe de rotation du second vilebrequin (402).
19. Moteur selon la revendication 17, dans lequel les premier (602) et second (606) pistons ont une synchronisation asymétrique qui est variable en décalant les positions relatives en rotation des deux contrepoids à engrenage (406 et 506).
20. Moteur selon la revendication 15, dans lequel les premier (502) et second (402) vilebrequins en porte-à-faux sont montés dans un carter-moteur commun (114).
21. Moteur selon la revendication 20, dans lequel le premier cylindre (604) comprend un orifice d'admission entre un carburateur (109) et le cartermoteur (114) pour le transfert du volume frais aspiré depuis le carburateur (109) pendant une course ascendante dans le premier piston (602), et le second cylindre (608) comprend un orifice de transfert entre le carter-moteur (114) et le second cylindre (608) pour le balayage des premier (604) et second (608) cylindres ; le volume frais aspiré s'écoulant à travers le carter-moteur commun (114) pour améliorer la lubrification de l'accouplement entre le premier (502) et le second (402) vilebrequins dans le carter-moteur commun (114).
22. Moteur selon la revendication 21, dans lequel le premier cylindre (604) comprend un orifice d'échappement (704) pour transférer les gaz d'échappement vers un silencieux (116).
23. Moteur monoflux comprenant
un premier piston (602) monté pour un mouvement alternatif linéaire dans un premier cylindre (604)
un second piston (606) monté pour un mouvement alternatif linéaire dans un second cylindre (608) ;
une chambre de combustion commune (609) reliant les premier (604) et second (608) cylindres pour permettre des flux d'échappement et de volume frais aspiré du premier cylindre (604) vers le second cylindre (608) ;
dans lequel le premier cylindre (604) comprend un orifice d'admission pour transférer le volume frais aspiré d'essence et d'air entre un carburateur (109) et un carter-moteur (114) et comprend en outre un orifice d'échappement (704) pour expulser les gaz d'échappement depuis les premier (604) et second (608) cylindres ; et dans lequel le second cylindre (608) comprend un orifice de balayage (702) pour transférer le volume frais aspiré depuis le carter-moteur (114) vers le second cylindre (608) pour balayer les second (608) et premier (604) cylindres.
24. Moteur selon la revendication 23, dans lequel il y a une pluralité d'orifices de balayage sur le second cylindre (608) disposés pour créer un mouvement tourbillonnaire du volume aspiré pour améliorer le balayage des second (608) et premier (604) cylindres.
25. Moteur selon la revendication 23, dans lequel la synchronisation du second piston (606) est en retard sur la synchronisation du premier piston (602) de telle façon que l'ouverture de la chambre d'échappement et la fermeture de l'orifice d'échappement précèdent l'ouverture et la fermeture de l'orifice de balayage pour améliorer l'efficacité du piégeage.
26. Moteur selon la revendication 23, dans lequel chaque cylindre (604, 608) a un rapport course sur alésage au moins égal à 1,33.
27. Moteur monoflux pour motoriser des équipements de travail portatifs comprenant
un premier piston (602) monté pour un mouvement alternatif linéaire dans un alésage d'un premier cylindre (604) ;
un second piston (606) monté pour un mouvement alternatif linéaire dans un second cylindre (608) ;
une chambre de combustion commune (609) reliant les premier (604) et second (608) cylindres pour permettre des flux d'échappement et de volume frais aspiré du premier cylindre (604) vers le second cylindre (608)
dans lequel les premier (604) et second (608) cylindres sont jumelés et inclinés l'un par rapport à l'autre, avec des plans inclinés l'un vers l'autre dans une première direction et décalé l'un par rapport à l'autre dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction pour minimiser la distance entre les sommets des première et seconde chambres de combustion.
28. Appareil de travail portatif comprenant
un outil de travail supporté par un moyen de montage
des poignées (110, 110A) sur ledit moyen pour manoeuvrer l'outil de travail ;
un moteur à combustion interne (102) supporté sur ledit moyen pour le montage ayant un arbre de sortie relié à l'outil de travail pour fournir de a puissance à l'outil, le moteur à combustion interne comprenant
des premier (606) et second (602) pistons montés respectivement dans des premier (608) et second (604) cylindres;
des premier (402) et second (502) vilebrequins supportés dans un carter-moteur (114) en porte-à-faux et entraînés respectivement par les premier (606) et second (602) pistons ; chaque vilebrequin en porte-àfaux ayant une première et une seconde extrémités et un contrepoids (406, 506) et un tourillon de manivelle (408, 508) montés sur la première extrémité pour la rotation du vilebrequin (402, 502) avec le piston respectif (606, 602)
dans lequel les premier (402) et second 502 vilebrequins en porte-à-faux sont couplés pour la contre-rotation et s'étendent en directions opposées, mais parallèles.
29. Appareil selon la revendication 28 comprenant en outre
un système de démarrage (514) relié à la seconde extrémité du second vilebrequin (502) ; et
un volant et un arbre de sortie du moteur relié à la seconde extrémité du premier vilebrequin (402).
30. Appareil selon la revendication 28, dans lequel les contrepoids (406, 506) comprennent des dents d'engrenage, les contrepoids engrenant pour accoupler les premier (402) et second (502) vilebrequins en porte-à-faux pour une rotation mutuelle.
31. Appareil selon la revendication 30, dans lequel le premier cylindre (608) comprend un perçage avec un axe coupant un axe de rotation du premier vilebrequin (402) et le second cylindre (604) comprend un perçage avec un axe coupant un axe de rotation du second vilebrequin (502).
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| FR9408847A FR2708043B1 (fr) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Moteur monoflux, à carburant, à deux temps, refroidi par air pour motoriser un outil portatif. |
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| FR2708043A1 true FR2708043A1 (fr) | 1995-01-27 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2447496A1 (fr) * | 2010-10-29 | 2012-05-02 | Makita Corporation | Structure de fixation d'un silencieux pour un moteur à combustion interne |
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| EP0076561A1 (fr) * | 1981-07-24 | 1983-04-13 | Richard Furneaux Kinnersly | Assemblage, lubrification et allumage pour un moteur à combustion interne |
| FR2538031A2 (fr) * | 1982-12-16 | 1984-06-22 | Eymas Noel | Moteur deux temps a pistons complementaires et chambres independantes en zone de point mort haut |
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-
1994
- 1994-07-18 FR FR9408847A patent/FR2708043B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| US8439157B2 (en) | 2010-10-29 | 2013-05-14 | Makita Corporation | Engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2708043B1 (fr) | 1996-01-12 |
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