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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521218A1
Family ID 2174998
Probable Assignee Suzuki Motor Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF D'ADMISSION POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE
Abstract
_________________________________________________________________
LE DISPOSITIF DE L'INVENTION COMPREND UNE CULASSE 10 COMPORTANT DES
CHAMBRES DE COMBUSTION 11 ET SUPPORTANT DANS CHAQUE CHAMBRE UNE
SOUPAPE D'ADMISSION 13 ET UNE BOUGIE D'ALLUMAGE 12, UN PASSAGE
D'ADMISSION PRIMAIRE 21 FORME DANS LA CULASSE ET COMMUNIQUANT AVEC
CHACUNE DES CHAMBRES DE COMBUSTION, CE PASSAGE COMPORTANT UN ORIFICE
D'ADMISSION PRIMAIRE 26 AINSI QU'UNE OUVERTURE 36 MENAGEE DANS LA
SURFACE DE JOINT 10A, LADITE OUVERTURE 36 COMPORTANT UN AXE CENTRAL
FAISANT UN ANGLE INFERIEUR A 90 PAR RAPPORT A LADITE SURFACE DE JOINT,
UN PASSAGE D'ADMISSION SECONDAIRE 22 FORME DANS LA CULASSE,
COMMUNIQUANT AVEC CHACUNE DES CHAMBRES DE COMBUSTION ET DANS LEQUEL
DEBOUCHE LEDIT ORIFICE D'ADMISSION PRIMAIRE 26, ET UN COLLECTEUR
D'ADMISSION 17 RELIE A LADITE SURFACE DE JOINT 10A DE LA CULASSE.
APPLICATION AUX MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un dispositif d'admission pour un
moteur a combustion interne comportant plusieurs cylindres.
La distribution du carburant aux cylindres d'un moteur a combustion
interne a plusieurs cylindres est commandee par une depression
engendree dans des passages d'admission ou bien par les
caracteristiques d'un ecoulement d'air par lequel de la vapeur de
carburant est transportee Pour assurer une distribution uniforme du
carburant aux cylindres, on a propose differents moyens utilisables
dans des passages d'admission venant a la suite d'un passage
d'admission commun d'un collecteur d'admission Les passages
d'admission sont normalement disposes asymetriquement de facon a
assurer l'ecoulement d'un melange air- carburant dans une direction
tangentielle a la paroi peripherique de chaque cylindre du moteur Une
addition des moyens de distribution uniforme de carburant a de tels
passages asymetriques d'admission se traduit par une augmentation de
la resistance a l'ecoulement du melange air-carburant dans certains
passages d'admission et il en resulte une diminution des performances
du moteur.
L'invention a pour but de fournir un dispositif d'admission pour
moteurs a combustion interne comportant plusieurs cylindres, ce
dispositif d'admission etant agence de facon qu'un collecteur primaire
d'admission comporte des tubulures de derivation qui sont disposees
symetriquement par rapport a un axe central du collecteur afin
d'ameliorer la distribution du carburant dans les cylindres-du moteur.
L'invention a en outre pour but de fournir un dis- positif d'admission
pour moteurs a combustion interne a plusieurs cylindres qui soit d'une
construction simple, d'un poids leger et moins couteux.
L'invention a en outre pour but de fournir un dispo- sitif d'admission
pour moteurs a combustion interne a cylindres multiples qui puisse
renforcer la turbulence du melange air- carburant dans des chambres de
combustion afin de faciliter l'allumage lorsque le moteur fonctionne
sous des charges faibles et moyennes, en vue d'ameliorer ainsi
l'aptitude de de conduite, l'epuration des gaz d'echappement et le
rendement thermique. Conformement a la presente invention, un
dispositif d'admission pour moteurs a combustion interne comportant
plusieurs cylindres comprend une culasse contenant des chambres de
combustion et supportant une soupape d'admission et une bougie
d'allumage dans chacune des chambres de combustion, la soupape
d'admission comportant une tige supportee a coulis- sement par la
culasse qui est pourvue d'une surface de joint a laquelle est reliee
un collecteur d'admission, un passage d'admission primaire defini dans
la culasse et communiquant avec chacune des chambres de combustion, le
passage d'admission primaire comportant un orifice d'admission
primaire dirige vers la tige de soupape et la bougie d'allumage, et
une ouverture menagee dans la surface de joint, cette ouverture
comportant un axe central faisant un angle inferieur a 90- par rapport
a la surface de joint, le passage d'admission primaire etant
uniformement incurve entre l'orifice d'admis- sin primaire et ladite
ouverture, et un passage d'admission secondaire defini dans la culasse
et communiquant avec chacune des chambres de combustion, l'orifice
d'admission primaire debouchant dans le passage d'admission secondaire
Le collec- teur d'admission comprend plusieurs tubulures primaires
commu- niquant chacune avec le passage d'admission primaire, les
tubulures primaires etant disposees symetriquement par rapport a un
axe central du collecteur d'admission.
Pendant le fonctionnement du moteur sous des charges faibles et
moyennes, la distribution du carburant aux cylindres du moteur est
rendue uniforme et une forte turbulence du melange air-carburant est
creee dans chaque chambre de combustion du fait d'une voie
tourbillonnaire de Karman engendree par la tige de la soupape
d'admission En consequence la combustion du carburant peut etre
amelioree uniformement dans les chambres de combustion en vue
d'empecher ainsi une reduction de la puissance du moteur et
d'ameliorer les limita- tions concernant l'appauvrissement du melange,
de maniere que l'economie de carburant et l'aptitude de conduite
puissent etre ameliorees et qu'on puisse reduire la teneur en consti-
tuants nocifs des gaz d'echappement -En outre, le dispositif
d'admission conforme a l'invention est d'une construction simple d'un
poids leger et moins couteux.
Le passage d'admission primaire comporte une partie- extreme droite
aboutissant a l'orifice d'admission primaire ayant une longueur
superieure au diametre de l'orifice d'admis- sion primaire Cet
agencement empeche le melange air-carburant sortant de l'orifice
d'admission primaire de s'etaler et de ralentir En consequence,
l'aptitude de direction du melange air-carburant sortant du passage
d'admission primaire vers la chambre de combustion est amelioree en
amplifiant ainsi la turbulence du melange air-carburant formee dans
ladite chambre en vue d'ameliorer la combustion du carburant.
D'autres caracteristiques et avantages de l'inven- tion seront mis en
evidence dans la suite de la description, donnee a titre d'exemple non
limitatif, en refererence aux dessins annexes dans lesquels: la fig 1
est une vue en coupe fragmentaire d'un moteur a combustion interne
dans lequel il est prevu un disposi- tif d'admission conforme a la
presente invention, -la fig 2 est une vue en plan a echelle agrandie
d'un orifice d'admission du dispositif d'admission represente sur la
fig 1, la fig 3 est un graphique donnant la relation entre le taux de
consommation de carburant et la proportion aircarburant, et la fig 4
est une vue en plan d'un collecteur d'admis- sion faisant partie du
dispositif d'admission conforme a l'in- vention.
Comme indique sur les figures 1 et 2, une culasse comporte une chambre
de combustion 11 et elle supporte une bougie d'allumage 12 et deux
soupapes d'admission et d'echappe- ment 13,14, la soupape d'admission
13 comportant une tige 15 -pouvant coulisser dans la culasse 10 Un
corps de support de papillon 16 est fixe sur la culasse 10 sur sa
surface de Joint a et comporte un passage d'admission primaire 17 pour
ali- menter la chambre de combustion 11 avec un melange air-carbu-
rant quand le moteur fonctionne dans une gamme complete de charges,
ainsi qu'un passage d'admission secondaire 18 pour alimenter la
chambre de combustion 11 avec un melange air- carburant lorsque le
moteur fonctionne sous des charges rela- tivement elevees, les
passages d'admission primaire et secondaire 17,18 communiquant
respectivement avec des passages d'admission primaire et secondaire
38,39 du carburateur a double corps 37 (fig 4) par l'intermediaire
d'un collecteur d'admission 40 Un papillon 19 est monte a pivotement
par l'intermediaire d'un axe 20 dans les passages d'admission
secondaire 18 prevus dans le corps a papillon 16.
La culasse 10 comporte un passage d'admission primaire 21 communiquant
avec le passage d'admission primaire 17 du corps 16 et un passage
d'admission secondaire 22 communiquant avec le passage d'admission
secondaire 18 du corps 16, le passage d'admission secondaire 22 etant
pourvu d'un orifice d'admission secondaire 23 qui debouche dans la
chambre de combustion 11 L'orifice d'admission secondaire 23 comporte
un siege 24 contre lequel peut etre maintenant appliquee la soupape
d'admission 13, comme le montre la fig. 1 Le passage d'admission
primaire 21 comporte un orifice d'admission primaire 26 debouchant
dans le passage d'admission secondaire 22 immediatement en amont du
passage d'admission
'secondaire 23.
Comme le montre la fig 2, le passage d'admission primaire 21 est
incurve de facon a orienter l'orifice d'admis- sion primaire 26 vers
la tige 15 de la soupape d'admission
13 dans une direction orientee essentiellement tangentielle- ment a un
bord peripherique 27 de la chambre de combustion 11 et essentiellement
en direction de la bougie d'allumage 12 Plus specifiquement, l'orifice
d'admission primaire 26 comporte un axe 28 coupant le bord
peripherique 27 en un point P qui est plus rapproche que la bougie
d'allumage 12 de l'axe 30 d'un vilebrequin (non represente) Le point P
est relie au centre O de la chambre de combustion 11 par une droite 31
faisant un angle 'OC par rapport a l'axe 28, l'angle o etant compris
entre 20 et 30 Un point Q, qui sert and determiner un axe auxiliaire
32, est defini sur l'axe 28 de la facon suivante: la tige 15 de la
soupape d'admission 13 comporte un axe central 33 et le point Q est
espace vers l'amont de l'axe central 33 d'une distance L qui est
superieure a un diametre d 2 de l'orifice d'admission secondaire 23 du
passage d'admission secondaire 22 L'axe auxiliaire 32 passe par le
point Q en etant perpendiculaire a l'axe 30 du vilebrequin.
On determine ensuite un arc 34 qui est inscrit entre les axes 28 et 32
et qui a un rayon de courbre R L'arc 34 comporte une extremite S qui
*est jointe a l'axe 28 et une droite 35 est tracee tangentiellement a
l'autre extremite de l'arbre 34, cette droite 35 servant d'axe pour
une ouver- ture 36 du passage d'admission primaire 21 L'axe 35 est
oriente d'un angle 9 par rapport a la surface de joint I Oa de la
culasse 10 ou bien par rapport a l'axe 30 du vilebrequin, l'angle Q
etant inferieur a 90 Le passage d'admission primaire 21 comporte par
consequent une ligne axiale incurvee qui est compose de l'axe 28, de
l'arc 34 et de l'axe 35 qui sont joints uniformement l'un avec l'autre
Un passage d'admission primaire 21 a de l'art anterieur comporterait
un axe central incurve ayant un plus petit rayon de courbure, comme
indique sur la fig 2 Avec un passage d'admission primaire 21 ainsi
incurve, les tubulures 17 a, 17 b, 17 c du collecteur d'admission
primaire sont disposees essentiellement symetriquement par rapport a
un axe central du collecteur 40, comme indique sur la fig.
4 Un collecteur d'admission classique comporterait des tubu- lures
d'admission primaire 17 x, 17 y, 17 z qui seraient incurvees
asymetriquement par rapport a l'axe central du collecteur d'admission
Le passage d'admission primaire 21 ainsi incurve peut diriger un
melange aircarburant qui lui est fourni tangentiellement au bord
peripherique 27 et en direction de la bougie d'allumage 12 jusque dans
la chambre de combustion 11. Pour faire en sorte que le melange
air-carburant puisse s'ecouler dans une telle direction, le passage
d'admis- sion primaire 21 comporte une partie extreme droite 29 ayant
une longueur t suffisamment grande Plus specifiquement, la longueur 1
est egale a la distance separant l'extremite S de l'arc 34 de
l'orifice de passage d'admission 26 et elle est superieure a un
diametre dl de la partie extreme droite 29. Le dispositif d'admission
ainsi agence fonctionne de la maniere suivante: quand le moteur
fonctionne dans une gamme de charges moyennes et faibles, un melange
air-carburant passe dans chacune des tubulures 17 a, 17 b, 17 c du
collecteur d'admission primaire (fig 4) et il parvient par l'interme-
diaire du passage d'admission primaire 21 dans la chambre de
combustion 11 Puisque les tubulures 17 a, 17 b, 17 c du collecteur
d'admission primaire sont disposees symetriquement comme le montre la
fig 4, la resistance a l'ecoulement du melange air-carburant dans
lesdites tubulures est maintenue au minimum et le melange
air-carburant peut etre reparti uni- formement dans les cylindres du
moteur En consequence, la combustion du carburant dans les cylindres,
et par consequent l'economie de carburant, sont ameliorees a l'aide
d'une struc- ture relativement simple des passages d'admission.
Du fait que l'axe 28 de l'orifice d'admission primaire 26 du passage
d'admission primaire 21 est oriente d'un angle compris entre 20 et 300
par rapport a l'axe 31, l'orifice d'admission primaire 26 est dirige
tangentiellement au bord peripherique 27 de la chambre de combustion
11 et en direction de la bougie d'allumage 12 Le melange air-carbu-
rant sortant de l'orifice d'admission primaire 26 cree ainsi une
turbulence etablie par une voie tourbillonnaire de Karman engendree
par la tige 15 de la soupape d'admission 13, de sorte que la vitesse
de combustion du carburant dans la chambre de combustion 11 peut etre
augmentee en vue d'ameliorer la combustion du carburant.
Puisque la longueur t de la partie extreme droite du passage
d'admission primaire 21 est suffisamment longue par comparaison a la
section de l'orifice d'admission primaire 26, le melange air-carburant
sortant de l'orifice d'admission primaire 26 est empeche de s'etaler
radialement vers l'exte- rieur et en consequence, il peut etre oriente
de facon coherente et s'ecouler a vitesse elevee Comme le montre la
fig 3, la consommatiqxicde carburant, representee en fonction du taux
de proportion air-carburant, est inferieure,lorsque u and #x003E; d a
la consommation obtenue pour des taux aircarburant correspondant a and
#x003C; d 1 et elle diminue encore plus a mesure que le melange
air-carburant s'appauvrit, ce qui augmente ainsi la limite
d'appauvrissement du melange (LML) Cette ameliora- tion de la limite
d'appauvrissement du melange resulte de l'amplification de la
turbulence du melange air-carburant imputable a l'augmentation de
directivite du melange air-carbu- rant sortant de l'orifice
d'admission primaire 26 et on obtient ainsi une plus grande economie
de carburant.
Lorsque le moteur fonctionne sous des charges ele- vees, une grande
quantite de melange air-carburant sort du passage d'admission
secondaire 22 pour penetrer dans la chambre de combustion 11 Puisque
le passage d'admission secondaire
22 n'est pas affecte defavorablement par la structure du dispo- sitif
d'admission conforme a l'invention, l'efficacite de remplissage du
passage d'admission secondaire 22 reste la meme et les performances du
moteur a pleine charge ne sont pas dimi- nuees. Il va de soi qu'il est
possible d'apporter diverses modifications au dispositif represente et
decrit, sans sortir pour autant du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Dispositif d'admission pour un moteur a combus- tion interne
comportant plusieurs cylindres, caracterise en ce qu'il comprend: (a)
une culasse (10) comportant des chambres de combustion (11) et
supportant une soupape d'admision (13) et une bougie d'allumage (12)
dans chacune desdites chambres de combustion, ladite soupape
d'admission comportant une tige (15) montee a coulissement dans ladite
culasse, qui comporte une surface de joint (10 a); (b) un passage
d'admission primaire (21) defini dans ladite culasse (10) et
communiquant avec chacune desdites chambres de combustion (11), ledit
passage d'admission primaire comportant un orifice d'admission
primaire (26) dirige vers ladite tige (15) et ladite bougie d'allumage
(12), ainsi qu'une ouverture (36) menagee dans ladite surface de
joint, cette ouverture (36) comportant un axe central faisant un angle
inferieur a 90 par rapport a ladite surface de joint, ledit passage
d'admission primaire (21) presentant une incurvation uniforme entre
ledit orifice d'admission primaire (26) et ladite ouver- ture; (c) un
passage d'admission secondaire (22) defini dans ladite culasse (10) et
communiquant avec chacune des dites chambres de combustion ( and
#x003C; 1), ledit orifice d'admission primaire (26) debouchant dans
ledit passage d'admission secon- daire (22); et (d) un collecteur
d'admission (17) relie a ladite surface de joint (10 a) de ladite
culasse (10).
2 Dispositif d'admission selon-la revendication 1, caracterise en ce
que ledit collecteur d'admission comprend plusieurs tubulures
primaires (17 a,17 b,17 c) communiquant chacune avec ledit passage
d'admission primaire (21), lesdites tubulures primaires etant
disposees symetriquement par rapport a un axe central du collecteur
d'admission.
3 Dispositif d'admission selon la revendication 1, caracterise en ce
que ledit orifice d'admission primaire (26) comporte un axe qui coupe
un bord peripherique (27) de ladite chambre de combustion (11) en un
point P, ledit point P etant relie a un centre de la chambre de
combustion par une droite qui fait un angle (e) compris entre 20 et 30
par rapport audit axe.
4 Dispositif d'admission selon la revendication 1, caracterise en ce
que ledit passage d'admission primaire (21) comporte une partie
extreme droite (29) aboutissant audit orifice d'admission primaire
(26) ayant une longueur (t) superieure a un diametre dudit orifice
d'admission primaire (26). Dispositif d'admission selon la
revendication 1, caracterise en ce que ledit passage d'admission
secondaire (22) comporte un orifice d'admission secondaire (23)
debouchant dans ladite chambre de combustion, ledit passage
d'admission primaire comportant un axe central incurve, ledit orifice
d'admission primaire (26) comportant une ligne centrale, une ligne
droite etant orientee perpendiculairement a ladite surface de joint,
ledit axe central incurve etant intercale entre ladite ligne centrale
et ladite ligne droite, ladite ligne centrale et ladite ligne droite
se coupant mutuellement en un point qui est espace d'un axe de ladite
tige (15) de ladite soupape d'admission (13) d'une distance superieure
a un diametre dudit orifice d'admission secondaire (23).
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