Brevet FR2000074A1 — publié le 19690829

La présente invention concerne un moteur à combustion interne à piston alternatif à charge stratifiée permettant la stratification de la charge combustible pour la combustion complète du carburant dans la chambre de combustion du cylindre et plus particulièrement un moteur à combustion interne du type à allumage par bougie du mélange d'air et de carburant dans lequel la combustion de la charge stratifiée, c'est-à-dire du mélange d'air et de carburant, a lieu au voisinage de la région dans laquelle se trouve la bougie d'allumage» 10 Les recherches pour améliorer les moteurs à combustion interne et en particulier les moteurs à essence ont eu pour but jusqu'ici d'améliorer le rendement thermique, d'augmenter la puissance fournie et d'améliorer le mécanisme de combustion» En ce qui concerne la pollution de l'air par les gaz d'échappement, 15 les constructeurs ont simplement étudié des dispositifs auxiliaires séparés pour réduire la quantité de gaz nocifs» La quan= tité de gaz d'échappement contenant de l'oxyde de carbone, des hydrocarbures et des oxydes d'azote, a augmenté d'une façon si rapide ces dernières années, que le contrôle et l'élimination de 20 ces produits toxiques, ainsi que le nettoyage des gaz d'échappement sont devenus ur- problème d'une importance primordiale devant être résolu même en sacrifiant une certaine rartie de la puissance utile, du rendement thermique et d'autres caractéristiques des moteurs» 25 II est important que le carburant injecté dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, soit sous la forme d'un brouillard, soit sous la forme de vapeur, soit étroitement mélangé avec la quantité d'air nécessaire pour une „;îîibU3tion parfaite» Une combustion parfaite dans des moteurs 30 comportant un système perfectionné de stratification de la charge eo:ribustible dans la chambre à combustion doit permettre la production de gaz d'échappement plus propres» Si le moteur permet de plus la purification des gaz d'échappement avec amélioration des performances du moteur au lieu d'une dégradation, le résul-35 t.at est encore plus satisfaisant» Il est connu que dans les moteurs classiques à essence, la teneur en gaz nocifs peut être réduite à des valeurs très faibles en provoquant une bonne combustion d'un mélange suffisamment pauvre» 69 00142 2000074 D'une façon générale, une diminution de l'alimentation en carburant pour un débit d'air donné améliore la combustion du combustible, mais cependant, la puissance développée par le moteur est plus faible„ Cependant, avec des mélanges air-carburant 5 plus pauvres, la consommation en carburant est augmentée et le rendement thermique est réduit en raison de la vitesse de combustion plus faible et des ratés d'allumage résultant des mélanges raréfiés et irréguliers dans les cylindres. Les carburants brûlés avec des rapports air-carburant exagérémment 10 pauvres ne permettent ainsi qu'un rendement thermique et une puissance fournie faible et des mélanges pauvres ralentissent la .ropagation de la flamme, ce qui est un phénomène physique inévitable„ L'utilisation d'un mélange pauvre conduit ainsi à une chute de la vitesse de combustion, ce qui à son tour entraîne 15 une augmentation de la température des gaz d'échappement, et par suite 1"endommagement de la soupape d'échappement, une combustion irrégulière, une irrégularité de marche, une réduction de la puissance du moteur, une mauvaise accélération et des difficultés pour le démarrage» Pour ces raisons, l'utilisation de jq mélanges pauvres n'a pas été envisagée dans le passé. Plus récemment, pour tenter d'utiliser des mélanges pauvresj différentes propositions ont été faites sur le principe de la "charge stratifiée ou étagée" suivant lequel la bougie d'allumage est placée dans une partie d'une chambre de combustion 25 principale ou dans une chambre auxiliaire dans laquelle un mélange gazeux d'une composition comprise dans la plage des proportions permettant la combustion est formé, allumé et brûlé, la combustion du mélange combustible plus pauvre ayant lieu ensuite dans le reste ou dans la totalité du cylindre principal. Suivant ce 30 système à charge stratifiée par lequel le moteur fonctionne avec un mélange relativement riche dans la région entourant la bougie d'allumage et un mélange global pauvre dans l'ensemble du cylindre (c'est-à-dire avec excès d'air), il-est possible d'améliorer la chaleur spécifique du gaz actif pour approcher de plus près, 35 un cycle d'air, empêcher la dissociation par la chaleur et réduire les pertes de chaleur par refroidissement dans le milieu environnant avec une amélioration du rendement thermique et une réduction de la consommation en carburant, les constituants 69 00142 3 2000074 nuisibles des gaz d'échappement étant considérablement réduits en raison de la combustion dans une quantité abondante d'air. Cependant, bien que différentes variantes du fonctionnement avec charge stratifiée aient été étudiées et déve-5 loppées, aucune n'a atteint le degré de perfection voulu pour le contrôle de la teneur en produits nuisibles des gaz d'échappement et pour la possibilité d'utilisation pratique en raison de l'imperfection des systèmes, de la difficulté de commande, de la complication et d'autres facteurs. En particulier, il 20 est pratiquaient très difficile de maintenir un rapport air-carburant supérieur à 15/1 qui correspond approximativement au rapport théorique du mélange ou de maintenir un rapport compris environ entre 16/1 et lj/1, ce qui est en général supposé possible, dans tous les cylindres du moteur et pour toute la plage 15 des puissances demandées. De plus, la vitesse de combustion est d'autant plus faible et la température des gaz d'échappement d'autant plus élevée que le rapport air-combustible est plus élevé. Cela tend à provoquer des troubles dans les mécanismes des soupapes d'échappement, augmente l'irrégularité de la com-20 bustion, provoque un fonctionnement moins doux du moteur et des ratés d'allumage fréquents se traduisant par une difficulté de démarrâge et une diminution du pouvoir d'accélération. En outre, un tel rapport air-carburant peut augmenter à une valeur maximale l'émission des oxydes d'azote. Si le taux de compression 25 est augmenté pour améliorer les performances, l'émission d'oxyde d'azote augmente encore. Les tentatives faites pour réduire cette émission n'ont donné de résultats qu'en sacrifiant une partie des performances du moteur. Le retard à l'allumage est un exemple. Cependant, cela conduit à une chute de la puissance JO du moteur et à une élévation de la température des gaz d'échappement . Le recyclage d'une partie des gaz d'échappement vers l'admission est efficace, mais cependant il réduit aussi la puissance du moteur, et l'utilisation d'un mélange très riche 35 conduit à une augmentation de l'émission d'oxyde de carbone. Dans l'ensemble, cette approximation ne contribue pas à la purification des gaz d'échappement. bad original 69 00142 4 2000074 La stratification de la charge est avantageuse pour améliorer le rendement thermique pendant le fonctionnement sous une charge partielle, mais quand le moteur doit fonctionner à pleine charge, elle n'assure pas la gazéification complète et 5 un bon mélange du carburant dans l'air pour obtenir une puissance suffisamment élevée» Pour que le système puisse répondre aux conditions requises pour le moteur fonctionnant à pleine charge, il est nécessaire d'injecter rapidement le carburant dans le cylindre au moyen d'une pompe d'injection pendant qu'il est 10 complètement ouvert et d'utiliser un dispositif pour ajuster le temps ou point d'injection et en faisant varier les temps de vaporisation ët de mélange dans une plage large» Ces conditions rendent presque impossible la suppression de l'émission de produits nuisibles (c'est-à-dire des trois constituants men-15 tionnés ci-dessus) dans les gaz d'échappement. L'augmentation du prix de l'équipement est un autre inconvénient inévitable» Les moteurs à charge stratifiée réalisés jusqu'ici nécessitent non seulement des éléments auxiliaires compliqués mais présentent des difficultés pour obtenir une stratification 20 précise et efficace de la charge à toutes les charges du moteur et de plus la charge de mélange n'est pas stable, de sorte que ces moteurs n'ont pas des performances comparables à celles des' moteurs à combustion interne classiques» Suivant une autre variante du système à charge stra-25 tifiée ou .étagée, un évidement est formé dans le fond du piston et le carburant est injecté directement dans cet évidement pour la vaporisation et la stratification» Cela augmente bien entendu la charge thermique du piston, rend difficile le contrôle de la température et par suite le refroidissement et peut réduire la 20 durée de vie du piston» De plus, cela augmente inévitablement le poids de l'élément- à mouvement alternatif parce que la construction spéciale empêche le fonctionnement à grande vitesse du moteur et rend impossible 1'amélieration des performances, par exemple de la puissance fournie» Un autre inconvénient est la 55 chute du rendement de balayage parce que l'évidement du fond du piston constitue un espace mort» La présente invention a en particulier pour objet, d'obtenir une purification parfaite des gaz échappant des BAD ORIGINAL 69 00142 2000074 chambres de combustion, des moteurs à combustion interne à pistons sans qu'il apparaisse de constituants nuisibles et aussi une amélioration ramarquable des performances sans sacrifier la puissance du moteur ni d'autres caractéristiques. 5 Un autre bute de l'invention est de supprimer les Inconvénients des systèmes habituels à charge stratifiée ou étagée qui, jusqu'ici empêche une commercialisation efficace et d'obtenir me stratification stable de la charge de mélange pour toute la plage des charges imposées au moteur, sans qu'11 10 soit nécessaire d'utiliser les éléments auxiliaires coûteux, d'améliorer l'aptitude à l'allumage et à la combustion ainsi que la souplesse de commande afin d'obtenir de meilleures performances globales et la durablllté du moteur à pleine charge. 15 Un autre but de l'invention est de réaliser un moteur à combustion interne comportant une seule chambre de combustion définie entre le cylindre et le piston et dans lequel le carburant est injecté directement avec stratification efficace de la charge afin d'obtenir le mode de combustion le plus 20 désirable en tirant partie de la propriété d'auto-clrculation des gaz sans utiliser de dispositif spécial directionnel pour .. l'air et sans provoquer aucun tourbillonnement de l'air autour de l'axe central du cylindre et aussi en utilisant le courant d'air de balayage produit naturellement pendant les courses 25 d'échappement, d'aspiration et de compression afin d'obtenir d'une façon simple une combustion plus complète du carburant peur un contrôle simultané des teneurs en constituants nocifs et toxiques. Un autre but de l'invention est d'obtenir un 30 bon fonctionnement dans une plage large des charges du moteur avec un mélange global pauvre de carburant et d'air avec maintien de la stratification de la charge de mélange et avec étalement de celle-ci sur la surface de la culasse par la force d'un courant d'air tourbillonnant dans 1« chambre de 35 combustion du cylindre, en maintenant le mouvement du brouillard sortant de l'injecteur monté dans la culasse, afin d'assurer une meilleure stabilité de la charge contenue dans BA0 oni01NAL 69 00142 6 2000074 le cylindre# sans essayer de créer de courant tourbillonnaIre spécial pour la stratification, mais en injectant le carburant contre un courant d*alr tourbillonnant basé sur le courant d'air de balayage du type en boucle et en conservant le 5 moment de tourbillonnement pour former des nuages stratiformes par dispersion, mélange et évaporatlon et, en même temps, pour augmenter la proportion d'air sur le côté extérieur et augmenter la composition d'échappement sur le côté Intérieur ou concentrique et maintenir cette relation et de plus pour 10 assurer l'adaptation de la charge d'air au processus de combustion* autrement dit, à matérialiser une charge stratifiée stable en obtenant un mélange riche sur le côté circonféren-tiel et un mélange pauvre sur le côté concentrique. Un autre but de l'invention est de réaliser un 15 moteur à combustion Interne pouvant conserver des conditions saines de combustion dans toute la plage entre le ralenti et le' fonctionnement à pleine charge en Injectant le carburant à partir d'une position et sous un angle convenables, contre le courant d'air de balayage ou un courant d'air tour-20 blllonnant en résultant, dans le cylindre d'un moteur à deux temps sans soupapes, de façon à obtenir une charge stratifiée stable étalée sur la surface intérieure de la culasse du fait de l'action composite-de l'air tourbillonnant et des mouvements des particules, pulvérisées avec augmentation des tolérances 25 mutuelles pour l'injection et l'allumage. Un autre but de l'invention est de réaliser tin moteur à charge stratifiée ne comportant pas les soupapes habituelles des moteurs à combustion interne classiques, et pouvant atteindre facilement la vitesse de fonctionnement 30 sans flottement d'une soupape, l1évaporatlon et le refroidissement résultant de l'injection directe du carburant pendant la course de compression du piston avec réduction du temps de séjour du mélange dans le cylindre chaud, pour éviter l'é-chauffement de la conduite d'admission, l'amélioration de 35 l'indice d'octane dit "mécanique" permettant une augmentation du taux de compression à une valeur assez élevée pour que le moteur ait des performances comparables à celles d'un moteur bad orfâlmal 69 00142 7 2000074 classique pendant le fonctionnement à pleine charge. Un autre but de l'invention est de réaliser un moteur à charge stratifiée dans ïequel l'allumage et la combustion du mélange combustible n'ont pas lieu simultanément à l'injec-5 tlon du carburant et dans lequel, malgré un indice d'octane faible, le carburant est Injecté sous vin certain angle de calage du maneton avant l'allumage sans prévoir un temps pour l'évaporatlon, la dispersion et le mélange, c'est-à-dire en utilisant le courant d'air tourbillonnant résultant de l'air 10 de balayage dans le cylindre, le carburant étant Injecté contre ce courant à partir d'un point convenable et sous un angle convenable pour former une charge stratifiée étalée sur la surface supérieure de la culasse, par action combinée avec le courant d'air tourbillonnant, afin de permettre l'utl-15 lisatlon complète de l'air et d'éviter une limite d'apparition des fumées avec une distribution insensible à une pulvérisation faible, une tolérance large pour les temps d'injection et d'allumage du carburant, l'amélioration de la durabllité et de l'aptitude à la coamande, la réduction du bruit par 20 suppression des soupapes et des mécanismes d'entraînement et de transmission pour les soupapes afin d'obtenir en même temps un moteur plus durable et plus souple. Un autre but de l'invention est de réaliser un moteur à combustion Interne d'une construction simple et compacte 2 5 dans lequel la masse des particules de carburant pulvérisé injeoté dans la chambre de combustion est combinée dans des conditions optimales au courant d'air de balayage ou au cou- / rant d'air tourbillonnant en résultant afin que le mélange? contenant les particules de carburant Soit soigneusement éta-30 lé dans tous les angles de la surface Intérieure de la culasse en rendant maximale l'action entre la masse des particules et le courant d'air, une partie saillante de la culasse dépassant vers le courant d'air de balayage pour établir une couche limite épaisse en aval ou pour produire une zone d'écou-35 lement turbulent par enlèvement partiel de façon qu'une concentration appropriée de la charge stratifiée et un courant de gaz favorables à la propagation de la flamme existent du fait 69 00142 2000074 de l'&'stion combinée du courant d'air et de n'importe quelle combinaison d'étalement des particules pulvérisées du mélange localisé et de la propagation de la flamme pour éviter la consommation élevée de carburant et le manque de souplesse 5 constatés- '• dans le cas des mélanges homogènes habituels et réduire la consommation du carburant en obtenant une puis-sance fournie élevée et une grande vitesse de réponse. L'invention a aussi pour but de réaliser un moteur . à charge stratifiée d'un prix réduit et d'une utilisation 10 économique, du type sans papillon, ayant une cuiasse de forme générale hémisphérique pour définir la chambre de combustion et comportant aussi un évidement dans la surface intérieure pour empêcher la dispersion inutile des particules de carburant pulvérisé, la stratification de la charge résultant des 15 -mouvements conjugués du carburant et du courant d'air de balayage ou du courant d'air tourbillonnant résultant du ba-Ùayage, cette stratification établissant une section d'éva-poratlon pour permettre un bon démarrage et le moteur comportant un piston de poids réduit pouvant fonctionner à grande 20 vitesse, afin que ces trois caractéristiques combinées améliorent le rendement thermique ou la pression efficace moyenne pour augmenter la puissance spécifique fournie par • le moteur. L'objet et les buts de l'invention sont atteints 25 selon la.présente invention dans un moteur à combustion interne à charge stratifiée comprenant un piston, un cylindre avec une lumière d'échappement et une lumière de balayage ouvertes et fermées par les mouvements du piston et un lnjecteur monté dans la culasse pour envoyer le carbùraiit dans le cylln-30 dre de façon telle que le jet pulvérisé projeté par l'lnjecteur soit dirigé vers la surface Intérieure de la culasse contre le courant tourbillonnant d'air frais ou dans ce courant pour provoquer une action combinée pour la stratification du mélange combustible le long de la surface Intérieure 35 du cylindre. Une caractéristique importante de la présente invention est la réalisation d'un moteur à combustion interne 69 00142 9 2000074 à charge stratifiée avec balayage en boucle ou croisé, comportant un dispositif pour diriger une masse de particules pulvérisées fines Une autre caractéristique importante de l'invention est la réalisation d'un moteur à combustion interné à piston à Injection directe dans lequel la chambre de combustion est définie entre la culasse et un piston et dans lequel un écoule-15 ment du type giclé*à partir de l'lnjecteur établi par la surface intérieure de la culasse et la surface supérieure de la tête de piston est,superposé et combiné avec le courant d'air de balayage ou le courant d'air tourbillonnant résultant dans le cylindre, afin que le mélange gazeux des particules 20 fines de carburant Injecté et de gaz formé par évaporatlon du combustible soit dispersé, raréfié ou concentré, ou que« le courant d'air soit soumis à un écoulement localisé ou à une turbulence, afin d'obtenir l'état de la charge stratifiée convenable pour la combustion. s 25 Suivant une autre caractéristique de l'invention, un moteur à combustion Interne du type à boucle ou balayage croisé comporte lin dispositif pour diriger la masse des particules Injectées à travers l'lnjecteur monté dans la culasse vers une cavité formée dans la culasse pour disperser les particules 30 avant leur arrivée et leur mélange avec le courant d'air de balayage ou le courant d'air tourbillonnant résultant du * balayage, afin que le mélange combustible soit stratifié et mélangé le long de la paroi de la culasse. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le 35 moteur comporte un ajutage lnjecteur dans la pulasse^ la culasse comportant une paroi intérieure de profil courbe, par exemple hémisphérique et comportant de plus une cavité dans cette surface vm dispositif permettant l'injeotion directe du carburant PAO ORK51NAL 69 00142 2000074 l à partir de l'ajutage lnjecteur en évitant la diffusion Inutile des particules de combustible pulvérisé et avec dispersion et mélange du carburant dans cette région, la stratification du mélange combustible dans la chambre de combustion ayant lieu 5 par n'importe quelle combinaison, des actions de dispersion et de mélange avec stabilisation du type stratlforme et entraînement des particules de combustible par le courant d'air de balayage ou le courant tourbillonnant résultant du mouvement alternatif du piston dans le cylindre, le mélange à l'état stratifié brû-10 lant ensuite pour permettre une combustion complète. Conformément à la présente Invention, le carburant envoyé dans le moteur est facilement étalé dans la région de la culasse et il est ensuite entraîné par le courant principal d'air tourbillonnant. Comme une force centrifuge, apparaît dans 15 le courant principal, le carburant est entraîné sous l'action combinée de la force centrifuge et de la turbulence. De plus, le courant d'air localisé induit par l'injection du carburant atomisé en particules fines contribue efficacement à l'étalement et à la turbulence. En outre, les particules fines Injectées 20 à travers 1!lnjecteur sont exposées au courant d'air circulant à j^ne vitesse relativement élevée, ce qui conjointement avec l'augmentation progressive de la température de l'air du fait du progrès de la..course de compression, permet un bon mélange de carburant et d'air. Ce mélange passe dans le courant 25 tourbillonnant à l'intérieur du cylindre et 11 est stratifié avec des concentrations telles que le mélange soit relativement uniforme le long de la surface Intérieure de la culasse et qu'11 devienne progressivement plus pauvre en s'éloignant de cette surface. La stratification de la charge de mélange est ainsi 30 efficace et positive, ce qui donne une excellente adaptation à l8alr aspiré dans le moteur. Par exemple pour considérer la région à l'extérieur du courant d'air de balayage telle que la région voisine du cylindre, un bon balayage est obtenu près de la surface Intérieure de la culasse, tandis que le 35 balayage tombe vers le centre du cylindre dans lequel subsiste une quantité supérieure de gaz résiduels de la course précédente. bad orîg1nal 69 00142 2000074 Quand la stratification de la charge de gaz a lieu de cette façon pour former un mélange riche dans la région extérieure du courant tourbillonnant principal, la composition de cette charge est stable et 1''alimentation en air est bien équilibrée 5 avec la consommation d'air. De même, comme il est possible conformément à l'invention d'étaler d'une façon stable le mélange sur une zone importante de la surface intérieure de la culasse et de retenir le mélangé pendant une période relativement longue dans 10 la chambre de combustion. La possibilité de modifier l'angle d'allumage par rapport au temps d'injection du carburant est suffisamment large pour permettre un choix assez libre du point d'allumage Indépendamment du point d'injection. Cette tendance devient plus prononcée quand la température de la 15 culasse augmente. Les particules de carburant Injecté à travers l'ajutage, de l'injecteur sont étalées et vaporisées en approchant de la surface intérieure de la culasse, sauf tout à fait au début, et dans l'ensemble la vitesse de tourbillonnement à l'intérieur du cylindre est convenablement ralentie 20 pour permettre une stratification de la charge de mélange ayant l'importance et la richesse désirées. Le mélange d'air et de carburant formé de particules de carburant Injecté et de carburant évaporé s'étale bien jusqu'aux différents angles de la chambre de combustion et 25 • les densités des particules et du mélange par unité de volume n'atteignent pas des valeurs appréclablement élevées. Ces facteurs coopèrent pour empêcher les ratés d'allumages, les retards dans la combustion et d'autres inconvénients, avec un mélange global assez pauvre. Le fait qu'une bonne combus-30 tlon est ainsi obtenue entre la marche à vide et la marche à pleine charge et en particulier pendant le fonctionnement sous charge partielle avec excédent d'air, apporte des bénéfices pratiques considérables dans les moteurs d'automobiles. La consommation spécifique de carburant dans la région de fonctlon-35 nement sous charge partielle du moteur, qui représente le fonctionnement le plus courant d'un véhicule, est considérablement améliorée et de plus la purification des gaz d'échappement est obtenue d'une façon positive, ce qui résout le 69 00142 2000074 problème de la pollution de l'air par émission de produits toxiques sans qu'il soit nécessaire d'utiliser vm équipement supplémentaire compliqué et coûteux. En outre, l'injection directe du carburant permet des accélérations puissantes, une 5 bonne distribution du carburant et l'adaptation aux performances à grande puissance. Conformément à l'invention, le carburant peut être facilement allumé soit dans la masse des particules finement pulvérisées, soit par le mélange gazeux constitué prlncl-10 paiement par la vapeur dégagée du film liquide déposé sur la surface intérieure du cylindre ou par une combinaison des deux,. La flamme de combustion favorise considérablement l'éva-poratlon consécutive. Après l'allumage, les gaz de combustion qui ont normalement un poids spécifique faible s'écoulent vers 15 le centre du courant tourbillonnant principal, et ils sont remplacés par de l'air frais qui à son tour participe à la formation du mélange et à la combustion consécutive. Avec ce mécanisme de combustion, 11 est possible d'effectuer l'injection du carburant sous une pression un peu supérieure pour 20 que l'allumage et la combustion démarrent principalement par la masse de particules finement pulvérisées pendant le démarrage et immédiatement après le démarrage quand la température du cylindre est encore basse et de réduire la pression d'injection à mesure de 1'-élévation de la température du cylindre jusqu'à 25 une valeur convenable pour réduire le travail Imposé à la pompe d'injection et pour permettre l'allumage et la combustion du mélange d'air et de carburant vaporisé au lieu de la masse de particules finement pulvérisées pour assurer une combustion et un fonctionnement satisfaisants. 30 Avec le mécanisme de combustion selon la pré sente invention, le régime et la température la plus élevée de combustion peuvent être commandés en partie parce que le mélange contient une certaine quantité de gaz résiduels (c'est-à-dire de gaz inactifs) déjà brûlés pendant la course précé-35 dente et en partie parce que les gaz résiduels sont distribués d'une façon plus dense dans la zone centrale que dans le reste de la chambre. 69 00142 2000074 En conséquence, la vitesse d'augmentation de la pression peut être plus faible que dans un moteur classique à quatre temps dans lequel est brûlé un mélange homogène et la pression maximale à 1'intérieur du cylindre peut aussi être 5 réduite pour pouvoir construire un moteur plus léger. Il est possible aussi de réduire le brui.t produit par le moteur et d'obtenir un fonctionnement plus doux. Le mécanisme contribue dans une grande mesure à réduire l'émission d'oxydes d'azote qui sont des produits toxiques. Comme le carburant est envoyé 10 par injection directe dans le cylindre et que son temps de séjour dans le cylindre sous la forme de mélange non brûlé est réduit, la caractéristique antidétonante du carburant est améliorée. De plus, comme il n'existe-pas de soupape d'échappement ni d'autres organes pouvant constituer des 15 sources de chaleur, par exemple au voisinage de la culasse, et comme la chambre de combustion est de forme hémisphérique, c'est-à-dire compacte et voisine de la configuration idéale, l'indice d'octane "mécanique" du carburant se trouve augmenté et le rendement thermique est amélioré par augmentation du 20 taux de comp ession. La vitesse modérée d'augmentation de la pression et la pression maximale relativement plus faible permettent des organes mobiles plus légers et un fonctionnement silencieux et doux à grande vitesse et, par suite, une augmentation de la puissance spécifique du moteur. 25 La combustion est assurée selon l'invention par des particules et un mélange étalés sur toute la région le long de la surface intérieure de la culasse et, par suite, la charge thermique du moteur est importante pour la culasse et relativement faible pour le piston qui est l'organe mobile. 30 Cette caractéristique est très avantageuse pour le refroidissement du piston et la lubrification des surfaces de glissement du piston par rapport à la paroi du cylindre. D'autre part, la culasse fixe soumise à la charge thermique importante peut être refroidie d'une façon relativement simple de 35 l'extérieur et, par suite, le contrôle de la température est facile. Une tolérance large pour le point d'allumage permet une charge de mélange stratifiée stable pratiquement utilisable ainsi qu'un fonctionnement avec un rapport global, pauvre du carburant dans l'air. Du fait de ces caractéristiques avan- 69 00142 2000074 tageuses, la papillon peut être supprimé tout en obtenant l'avantage remarquable d'un rendement thermique supérieur et de réduction d'émission de produits toxiques au ralenti. Bien que l'excédent d'air utilisé conformément à^ 5 l'invention abaisse la température de combustion, il améliore ■. d'autre part le rapport thermique spécifique des gaz actifs, il réduit la perte de chaleur par refroidissement vers l'extérieur et il réduit la dissociation thermique résultant de la combustion. Cela conduit à un rendement thermique supérieur 10 et à une forte réduction de la production d'oxyde de carbone. En outre, en raison de la présence d'air en excédent, l'impossibilité d'une diffusion coûteuse de particules ët la stratification stable de la charge de mélange empêchent conjointement l'extension de la zone dans laquelle le mélange devient 15 trop pauvre pour la combustion. Cela réduit à son tour dans une mesure appréciable l'échappement d'hydrocarbures du fait d'une combustion incomplète, maintient la température de combustion à un niveau bas et la pression maximale à une valeur modérée, avec un rapport air-combustible suffisamment pauvre 20 pour être dans la plage de -non-allumage. Du fait de la propriété d'auto-circulation des gaz d'échappement qui est inhérente aux gaz actifs et aussi du fait que le facteur de distribution dans les gaz d'échappement est élevé dans la région centrale de la chambre de combustion, la production d'oxydes d'azo 25 te peut être réduite d'une f>açon convenable, en particulier dans la zone à haute température au centre de la chambre de combustion. Il est particulièrement important de noter que dans un moteur selon l'invention la température de combustion est maintenue effectivement basse dans la région centrale de la 30 chambre de combustion en raison du pourcentage relativement élevé de gaz résiduels déjà brûlés pendant la course précédente dans la région centrale du cylindre, de sorte qu'une purification globale des gaz d'échappement est rendue possible sans qu'il en résulte une chute de la puissance du moteur. 35 Comme selon la présente invention, la région de la culasse du moteur assure non seulement la stratification de la charge, mais sert aussi comme région d'évaporatlon, la ùaû orîglnal 69 00142 2000074 oonmancfe de la température est extrêmement facile et il n'y a pas de difficulté du point de vue du piston car la plus grande partie de. la charge stratifiée est étalée et brûlée le long de la surface intérieure de la culasse, ce qui réduit la charge 5 thermique imposée au piston. Un moteur à combustion interne du type à deux temps dans lequel les organes mobiles n'ont pas de poids supplémentaire et sont suffisamment légers pour un fonctionnement à grande vitesse et pour permettre une pression efficace moyenne supérieure et une puissance spécifique „10 _ supérieure peut ainsi être réalisé avec une construction simple et à un prix de revient faible. Comme le fonctionnement d'un moteur selon l'invention dépend seulement de la combustion dans une chambre de combustion principale de forme simple, il n'a pas la compli-15 cation des moteurs habituels à charge stratifiée ou étagée comportant une chambre auxiliaire ou une chambre de préchauffage. Le moteur ne comporte pas les passages de communication habituels qui provoquent de pertes supplémentaires de chaleur et la superficie globale de sa paroi est plus faible. Un 20 moteur selon l'invention ne produit pas de bruit de combustion en général inhérent aux chambres de combustion en deux parties. Pour la même raison, il ne comporte pas l'espace mort pour le balayage existant fréquemment dans les chambres auxiliaires et les chambres de combustion définies par des pistons compor-25 tant Une poche ou une cavité. Il n'existe ainsi aucune cause de difficultés dans la structure ou en d'autres termes pour le poids ou la charge thermique et, par suite, l'action de balayage et l'action de remplacement des gaz sont remarquablement améliorées. L'injection du carburant n'est pas diri-30 gée vers la surface de glissement du cylindre ni vers le piston et le carburant est temporairement retenu dans la cavité à l'endroit où il n'est pas directement exposé au couranl d'air principal et, par suite, les particules injectées sont pulvérisées à l'état finement divisé. Les particules pulvérisées 35 sont ainsi entraînées à l'état stratifié désirable par le courant d'air principal du fait de l'action conjuguée de cette aotion et de celle du courant d'air de balayage et du courant d'air tourbillonnant résultant du courant d'air de balayage 69 00142 2000074 ou du courant d'air intermédiaire. Cela permet une stratification stable. Les particules, pulvérisées ne peuvent pas frapper directement, la surface de glissement du cylindre et, par suite, les troubles souvent produits sur la surface lubrifiée par 5 l'injection directe du carburant sont supprimés. De plus, il est possible de supprimer les papillons d'admission d'air existant habituellement dans un moteur à charge stratifiée et, même si un papillon est utilisé, l'indépendance par rapport au papillon est considérablement augmentée. Cette carac-10 téristique peut être entièrement exploitée sous un point de vue différent. Par exemple, dans un moteur du type à compression dans le carter, le travail d'aspiration et de compression dans le carter peut toujours être maintenu au-dessus de >certaines valeurs indépendamment des conditions de fonctlon-15 nement. Si nécessaire, 11 est possible en coupant l'injection de carburant pendant une décélération ou en augmentant le travail de compression dans le carter par ouverture du papillon, d'obtenir le freinage par le moteur de sorte que l'inconvénient du freinage insuffisant par un moteur classique à 20 deux temps disparaît. Selon la présente invention, le courant d'air tourbillonnant résultant de l'air de balayage d'un moteur à deux temps sans soupapes est utilisé à l'intérieur du cylindre et le carburant "est injecté dans la direction de ce courant à 25 partir d'un point convenable et sous un angle convenable et par l'action combinée de ces deux effets le mélange est étalé le long de la surface intérieure de la culasse pour la stratification de la charge. Il est de ce fait possible d'utiliser non seulement de l'essence mais aussi d'autres carburants de 30 qualité inférieure tels que du pétrole, des huiles légères ainsi que des carburants gazeux tels que le propane, d'après le mécanisme de combustion et le processus de mélange. L'invention peut être utilisée pour des moteurs à quatre temps ayant la caractéristique de balayage des moteurs à deux temps. 35 II n'est pas nécessaire d'utiliser des dispositifs de réglage pour maintenir constant le rapport du mélange à l'admission comme c'est le cas pour les moteurs classiques. L'injeotlon bad original 69 00142 ir 2000074 de carburant peut être réglée Indépendamment de l'alimentation en air en laissant Inspiration ouverte et la commande est ainsi simplifiée. Comme le carburant est injecté directement dans le cylindre au lieu d'être envoyé dans la tubulure d'ad-5 mission du moteur comme c'est le cas habituel, il n'y a pas de réduction du rendement par le volume aspiré dans le moteur, et des carburants gazeux peuvent être utilisés sans qu'il en résulte une réduction de la puissance fournie par comparaison aux carburants liquides. De plus, le temps pendant lequel le 10 carburant reste dans le cylindre à l'état de mélange non brûlé est réduit. Cette caractéristique, conjointement avec les caractéristiques antidétoftantes du gaz de pétrole liquéfié permet un rendement thermique supérieur en raison de l'augmentation du taux de compression et permet de prévoir aussi 15 une augmentation de la puissance spécifique du moteur. De plus, conformément à l'invention, l'allumage est effectué dans les particules finement pulvérisées du carburant injecté ou dans un mélange comportant un brouillard et de la vapeur du carburant et, par suite, le moteur n'est pas 20 échauffé d'une façon excessive et il peut être démarré sans difficulté quand il est froid. Le moteur esc ainsi caractérisé à la fois par le démarrage à froid et par de bonnes caractéristiques d'allumage et de combustion sous n'impoite quelle charge imposée au moteur„ Dans la plupart des cas, le raode de 25 combustion est tel que la propagation de la flâmme dans le mélange vaporisé est combinée avec l'étalement et 1* combustion des particules fines de carburant et, par suite, la vitesse d'augmentation de la pression est relativement faible et le moteur obtenu fonctionne d'une façon douce et avec un - 30 minimum de bruit. ■ Une charge stratifiée d'une façon stable de mélange combustible est établie dans le cylindre du moteur dans les conditions optimales et, par suite, il n'existe pas de relation critique entre l'injection du carburant et le courant d'air de 35 balayage. Il existe une tolérance large.pour l'angle de calage du maneton entre le voisinage du point œort Inférieure du piston et la course de compression. Il en est de même pour l'injection du carburant en fonction du point d'allumage. BAD ORIGINAL 69 00142 2000074 Par exemple, quand l'angle de démarrage de l'injection du carburant peut varier de l8o° avant le point mort supérieur et 120° en avant de ce point, c'est-à-dire dans une plage de 60° du point de vue de l'angle de calage, le point d'allumage peut 5 être varié de façon indépendante avec un allumage et un fonctionnement possibles sans inconvénients indésirables dans une plage d'environ 40° avant le point mort supérieur à un point après de point mort, bien que cela soit accompagné d'une certaine variation de la pression maximale et de la pression efficace moyenne (cela 10 a été confirmé expérimentalement). Du point de vue pratique, l'injection et l'allumage du carburant peuvent être commandés indépendamment l'un de l'autre dans une mesure considérable. Il n'y a pas de conditions de réglage difficiles ni de relations critiques entre les trois conditions de tourbillonnement de l'air, 15 d'injection du carburant ou d'allumage, comme c'est le cas dans les moteurs classiques à charge stratifiée ou étagée. A ce point de vue, le moteur peut être commandé à peu près comme un moteur à explosion à allumage électrique, et de plus il peut être commandé rationnellement en faisant varier les facteurs 20 considérés ci-dessus dans des plages étendues. Conformément à l'invention, le fonctionnement avec excédent d'air en particulier avec des mélanges air-carburant très pauvres est.possible sans qu'il en résulte des troubles. C'est pour cette raison qu'il n'y a pas de nécessité de réglage 25 par un papillon d'admission d'air dans la plage de fonctionnement à charge partielle du moteur, et quand ce réglage par papillon est utilisé, l'influence de ce réglage est réduite. Cela sert aussi à améliorer le rendement thermique et à réduire la teneur en produits nuisibles des gaz d'échappement pendant la marche 30 sous charge partielle. Dans une plage large des charges Imposées au moteur, de la charge nulle à la charge moyenne, le taux de consommation de carburant d'un moteur selon l'invention est voisin de celui des moteurs Diesel habituels. Pendant la mar~v"a à pleine charge, ce moteur peut avoir.une consommation en car-35 burant voisine de celle des moteurs à essence. Une amélioration remarquable des performances est possible pour un moteur à essence avec allumage par étincelles. bad original 69 00142 ig 2000074 Comme un moteur d'automobile, par exemple, le moteur selon l'invention peut avoir non seulement des caractéristiques de fonctionnement doux avec la puissance spécifique.d'un moteur à essence mais aussi des caractéristiques d'économie de carburant 5 et de purification des gaz d'échappement à peu près aussi satisfaisantes que les moteurs Diesel mais sans l'émission de fumées caractéristique de ces derniers moteurs. Un moteur selon l'invention est caractérisé par une stratification de la charge plus stabilisée, par l'élargissement 10 de la plage des tolérances pour l'injection et l'allumage du carburant, par un fonctionnement et un rendement stables et par l'échappement de gaz propres. Comme la charge de mélange combustible ainsi stratifiée est telle que le mélange soit plus riche avec un poids spécifique du mélange supérieur vers la 15 région périphérique, l'équilibre entre l'alimentation en carburant et l'admission d'air est maintenu naturellement d'une façon favorable. Le processus de déplacement est stabilisé et l'écoulement du mélange est relativement modéré au voisinage de la bougie d'allumage. Il n'y a pas de possibilité d'extinc-20 ) tion de la flamme. De plus, en raison du contour sensiblement idéal de la chambre de combustion, les fluctuations du cycle de combustion sont limitées. Toutes ces caractéristiques permettent des performances supérieures et la réduction de la quantité d'hydrocarbures non brûlés dans les gaz d'échappement. 25 Comme la charge stratifiée est formée dans la chambre de combustion et que le processus de combustion ne dépend pas du point instantané de l'injection du carburant et de l'allumage par rapport aux tourillons d'air comme dans le cas des moteurs habituels à charge stratifiée, il existe des tolérances 30 très larges pour régler les points d'injection et d'allumage du carburant. De ce fait, les points d'injection et d'allumage du carburant peuvent être réglés librement et indépendamment l'un de l'autre entre des limites considérables. Par exemple, il est possible de fixer le point d'injection et de faire 35v varier seulement l'angle d'avance à l'allumage. Cela supprime les commandes compliquées des moteurs habituels à charge stratifiée. 69 00142 20 2000074 Dans un moteur selon l'invention, les tolérances larges entre l'injection et l'allumage du carburant et la formation du courant d'air apportent aussi une grande souplesse par rapport par exemple à l'obstruction de l'ajutage 5 d'injection de carburant. Ainsi, une dégradation faible des conditions d'injection n'a pas été nuisible d'une façon appréciable sur les performances et c'est un autre facteur augmentant la sûreté de fonctionnement du moteur. Par suite, le point de démarrage de l'injection du carburant peut être 10 entièrement avancé et l'angle de calage par rapport à l'injection peut être augmenté pour former un mélange convenable sans aucune interruption du courant d'air principal à écoulement tourbillonnant dans le cylindre. Le fonctionnement est possible avec un taux d'utilisation d'air amélioré dans les condi-15 tiens à pleine charge du moteur et avec un rapport air-carburant augmenté jusqu'à l'extrémité et avec excès d'air dans tout l'espace de la chambre de combustion, presque sans émission de fumées et sans aucun mauvais fonctionnement. Il n'y a aucune possibilité de restriction du fonctionneront par les gaz 20 d'échappement et les fumées avant que le mélange devienne trop riche dans le cylindre. Un moteur selon l'invention ! j est pratiquement avantageux du fait qu'il peut fonctionner 1 j avec des rapports riches d'air et de carburant dans toutes les conditions de pleine charge d'une façon aussi satisfaisante 257> qu'un moteur classique. Les caractéristiques de l'invention rassortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre à'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : .30 la figure 1 représente schématiquement en coupe un moteur à deux temps à piston à balayage du type Schnuerle suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, les figures 2 et 3 sont des coupes à plus grande échelle du moteur de la figure 1, 35 les figures 4 et 5 représentent schématiquement les mouvements des particules de carburant injecté, 69 00142 2000074 les figures 6 et 7 représentent les trajectoires des particules le long de la surface intérieure de la culasse vues à partir du piston, la figure 8 montre schématiquement les relations entre 5 la culasse et le courant d'air principal à l'intérieur du cylindre, la figure 9 représente une autre forme de courant injecté suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, la figure 10 est une coupe suivant la ligne I-I de la 10 figure 9» la figure 11 montre les trajectoires de l'injection vues à partir du piston, la figure 12 est une coupe d'un moteur suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, 15 la figure 13 représente schématiquement les trajectoires des particules dans le moteur de la figure 12, la figure 14 est une vue à partir du piston des trajectoires de la figure 13* la figure 15 est une coupe d'un moteur comportant un 20 injecteur suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention* les figures 16 et 17 représentent schématiquement les trajectoires des particules dans le moteur de la figure 15* la figure 18 est une coupe d'un moteur avec une culasse suivant un autre mode de mise en oeuvre de 1'invention, 2[;; la figure 19 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 18, les figures 20 et 21 représentent les trajectoires des particules dans le moteur de la figure 18, la figure 22 est une coupe d'un moteur suivant un autre 30 0 mode de mise en oeuvre de l'invention, la figure 23 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 22, et les figures 24 et 25 représentent les trajectoires des particules dans le moteur de la figure 22. 35 Une caractéristique importante de la présente invention est que l'injection du carburant peut être faite soit en opposition au courant d'air principal dans le cylindre du 69 00142 2000074 moteur, soit dans le sens de ce courant sans inconvénient pour que la charge de mélange stratifié?- entraînée par le courant d!air soit disponible au moment voulu pour l'allumage, et en particulier le fait que le profil et la construction de 5 la culasse et l'emplacement de l'ajutage lnjecteur et d'autres facteurs sont combinés pour permettre de façon optimale l'étalement et 1'évaporatlon des particules ou gouttelettes de carburant pendant que les particules approchent de la surface intérieure de la culasse, sauf tout au début de l'injection. 10 Une autre caractéristiques importante de l'invention est la formation d'un évidement ou d'une cavité dans la culasse pour que les gouttelettes pulvérisées de carburant ne soient pas directement exposées au courant d'air principal à l'intérieur du cylindre, mais qu'elles soient temporairement 15 retenues dans la cavité pour être rassemblées en une masse à l'état de brouillard fermé d'un grand nombre de particules ou gouttelettes fines, cette masse étant ensuite entraînée par le courant d'air principal pour constituer le mélange combustible. 20 La construction et plus particulièrement les différents organes, sont décrits ci=après. piston 1 articulé à une bielle lj5 dans un carter 12. Le piston 1 subit un mouvement alternatif dans le cylindre 4 qui comporte 25 une lumière d'échappement 2, et une lumière de balayage 3, les deux lumières étant ouvertes et fermées du fait des mouvements du piston. La culasse du cylindre 4 a une surface hémisphérique pour former une cavité 6 de rayon plus petit et d'une plus grande profondeur que le profil hémisphérique. 30 Un injecteur 7 traverse la paroi de la culasse pour injecter le carburant à l'intérieur du cylindre 4. Les gouttelettes fines de carburant projeté par 1'injecteur 7 sont dirigées pour qu'elles s'écoulent le long de la surface intérieure d-la cavité 6, afin que le courant de carburant èoit introduit 35 eh opposition au courant d'air tourbillonnant d'air frais S ou dans le sens de ce courant à l'intérieur du cylindre 4, pour que l'action résultante stratifié le mélange combustible le long de la surface intérieure du cylindre 4. Le moteur représenté sur les figures 1 à 8 comporte un bad origu». . j 69 00142 2000074 La cavité 6 formée dans la culasse 5 du cylindre a une forme hémisphérique* en secteur ou suivant un autre profil efficace pour provoquer la stratification du mélange» La surface de la paroi dans la direction d'injection par lrinjec-5 teur 7 comporte dans cette partie un bord avant 8 constituant la limite de la cavité 6 dans la culasse 5 et raccordé par une partie verticàe ou inclinée 9 de la paroi, l'extrémité opposée de la partie 9 ayant une courbure régulière jusqu'à une partie supérieure plane ou courbe 10. Vue du dessin, le 10 bord avant 8 est un cercle concentrique au cylindre 4„ Une bougie d'allumage 11 traverse le centre de la culasse et dépasse dans la cavité 6, 1'injecteur 7 étant situé sur le coté en un point convenable et suivant un angle convenable» L'injecteur 7 comporte un orifice d'injection 7* situé 15 sur le côté de la pointe pour projeter le carburant vers le courant d'air tourbillonnant provoqué par le balayage dans le cylindre 4 avec un certain angle de divergence du jet pulvérisé. Bien que la zone d'injection sdt au-delà de la bougie 11 de la surface supérieure de la cavité 6, la direction d'injection 20 ; se trouve le long de la surface intérieure au voisinage de la bougie. Cette surface intérieure de la culasse a une ferme convenable pour qu'un courant d'air localisé convenable soit établi dans la cavité 6. Suivant la variante de la figure 3, l'injecteur 7 est placé en amont de la bougie 11"par rapport 25 au courant tourbillonnant S et le jet de carburant injecté à partir de 1'injecteur 7 est dirigé vers le côté amont au-dessus du courant de balayage. L'injecteur est placé en un point tel qu'en l'absence du courant d'air, le courant injecté atteigne une région voisine d'un point en amont de la bougie (c'est-à-30 dire une région ne se trouvant pas au-delà de la bougie ). Dans tous les cas, les organes sont disposés de façon que le carburant injecté soit finement divisé et projeté suivant un certain angle de divergence par rapport au courant tourbillonnant S résultant du courant de balayage. 35 Dans le cas des figures 9 à 11 , l'injecteur 7 est placé pratiquement au centre de la partie supérieure 10, et il comporte plusieurs orifices 7" dirigeant le carburant dans BAD ORK31NAL ^69 00142 2" 2000074 plusieurs directions. Par exemple, l'injecteur 7 injecte le . carburant suivant des jets radiaux dans des directions perpendiculaires ou opposées au sens du courant tourbillonnant S. Même quand les jets de carburant projetés latéralement ou 5 perpendiculairement à la direction du courant d'air de la façon représentée sur la figure 11, ont un certain angle de divergence, ils peuvent être divisés en deux groupes, l'un ayant une composante de foree opposée -fît l'filtre myant^des ;; composantes de force inverse. La ligne d'axe d'un jet est 10 considérée comme une extrémité ou comme le point' où la composante opposée ou Inverse est réduite à zéro. Par suite, cette ligne d'axe peut être utilisée aussi bien pour un jet opposé que pour un jet inverse. Avec l'adjonction d'un écoulement giclé, ces jets peuvent être formés pour établir les 15 - conditions d'écoulemen et l'atmosphère les plus favorables pour la combustion. L'injecteur 7 comparfeB- de préférence deux coi pius: de deux orifices d'injection (non représentés sur les figures .1 et 2) pour produire une masse de gouttelettes de carburant 20 ■ dispersées d'une façon relativement uniforme vers l'avant. Bien entendu, quand il existe seulement deux orifices, ils ne peuvent pas à eux seuls établir une masse uniforme dans la région opposée, mais la surface frontale de la cavité 6 a une forme convenable pour former un déflecteur dispersant 25 > la masse de gouttelettes afin d'établir un écoulement_de gouttelettes dans lequel toute partie non homogène, c'^eât^à-dire à faible teneur en gouttelettes, soit remplie du fait de cette dispersion. Une masse relativement uniforme de gouttelettes est ainsi obtenue dans toute la région vers l'avant de 30 la cavité 6. Dans la région d'injection suivant l'axe de l'orifice d'injection, le jet de carburant ne s'étend pas latéralement d'une façon excessive le long de la surface intérieure, mais il circule sous la forme d'un ruban„ Par suite, les dispositions sont telles que les jets soient diffusés 35 avec un étalement suffisant pour constituer un mélange relativement homogène, le long de la culasse 5 pour être entraînés par le courant tourbillonnant S, afin de permettre une stratification stable du mélange combustible. co PY 69 00142 25 2000074 Conformément à l'invention, la cavité 6 constitue un évidement dans lequel les particules pulvérisées ne sont pas exposées directement au courant principal d'air tourbillonnant S établi à l'intérieur du cylindre 4, ces particules 5 étant temporairement retenues et mélangées pour qu'il existe une quantité importante de gouttelettes fines. De plus, la culasse 5 représente la partie limitant la chambre du. cylindre à partir du point mort supérieur du piston, autrement dit*, la partie du cylindre autre que celle le long de laquelle le 10' piston glisse à l'Intérieur du cylindre 4» Quand le piston 1 descend dans le cylindre 4 à partir de la position supérieure près de la culasse 5, la lumière d'échappement 2 est ouverte en premier, ce qui permet l'échg> peiîient d'une partie des gaz et la lumière de balayage 3 est 15 ouverte ensuite pour l'injection de l'air frais comprimé dans le carter 12 afin de former un courant d'air de balayage P-- reprise"*4 !?. flèche ■-courba en tirets. Les-gaz ^uthsls-tant dans le cylindre 4 sont ainsi balayés et remplacés par l'air frais. Quand le piston 1 arrive au voisinage du point 20 mort inférieur, représenté sur la figure 1, la lumière d'échappement 2 et la lumière de balayage 3 sont toutes deux complètement ouvertes, et un courant d'air de balayage fort est établi à l'intérieur du cylindre. La remontée consécutive du piston 1 ferme d'abord la lumière de balayage 3 et ensuite 25 la lumière d'échappement 2, mais le courant d'air subsiste dans le cyxindre, car- "il eist remplacé par le courant, d'air tourbillonnant S, de la façon représentée sur la figure 2, en raison de la loi de conservation des moments de mouvement, ensuite ou par son inertie cinétique, le mouvement tourbillonnant étant 30 progressivement amorti. Le courant d'air tourbillonnant S a un vecteur rotationnel normal à l'axe du cylindre et la distribution en composition de l'air et des gaz déjà brûlés pendant la course précédente dans le ccxirant tourbillonnant est telle qu'il existe une proportion importante de gaz brûlés dans la 35 zone centrale et une proportion élevée d'air frais dans la zone périphérique. Le carburant est injecté sous pression à travers 1'injecteur J sous la forme de gouttelettes finement pulvérisées copy 69 00142 2000074 à un temps convenable dans une partie de ce courant d'air. L'injection est dirigée dans la cavité 6 de la culasse 5 et la partie de paroi 9 assure que l'influence exercée par l'air soit faible. Toute dispersion représentant une perte de 5. gouttelettes de carburant dans la région à grande vitesse dans la région non combustible est ainsi évitée et la diffusion et le mélange des particules à l'état optimal sont favorisés dans la cavité 6, Autrement -dit-y^uxie masse de gouttelettes de carburant est formée à l'état de courant 10 dévié et dispersé de gau ttelettes de carburant et cette masse ou une masse formée d'un mélange d'air et de carburant vaporisé relativement homogène est formée dans toute la région amont de la cavité 6. - Les actions ci-dessus sont renforcées par l'action 15 combinée des courants d'air S et S-^ et les actions de dispersion, de diffusion, de mélange et d'entraînement ont lieu successivement avee~stratification de la charge contenue dans le cylindre. D'une façon plus exacte, l'écoulement des courants d'air S et S-^ produit un effet semblable à celui 20 qui résulterait d'un générateur de turbulence dans la partie du bord frontal 8 de la cavité 6. La turbulence localisée provoquée dans cette région provoque d'une façon convenable le mélange, la dispersion et la raréfaction de l'air, la masse des particules de carburant contenant la vapeu: du carburant. 25 Le mélange résultant est plus riche vers la région extérieure ou périphérique et plus pauvre vers la région intérieure centrale du courant d'air tourbillonnant. Comme l'écoulement est toùrbillonnaire, il existe une force centrifuge et comme, dans cette partie de l'écoulement, la proportion d'air frais 50 est supérieure et le mélange devient plus riche et que, par suite, la densité apparente est supérieure vers la région '■ extérieure, l'écoulement est extrêmement stable. La stabilité 'de l'écoulement global est ainsi maintenue malgré l'effet de mélange localisé par le dispositif de turbulence et a pour 'onsé-35 quence-que l'extension de la partie stratifiée rendue trop pauvre pour brûler est évitée ou minimisée. Comme il a été indiqué ci-dessus, bien que le rapport ^global."air-carburant soit élevé, du point de vue de l'ensemble 69 00142 27 2000074 de la chambre de combustion, il est possible d'empêcher une diffusion inutile des gouttelettes de carburant et d'éviter l'extension de la couche rendue trop pauvre pour brûler et par suite de maintenir au minimum l'émission d'hydrocarbures 5 non brûlés dans les gaz d'échappement. Une partie de la masse de gouttelettes du carburant injecté frappe la surface de la paroi et se dépose sur cette surface. Cependant, c'est un phénomène secondaire. La plus grande partie des gouttelettes fines est rapidisent évaporée ga raison de leur diffusion 10 importante de la température modérément élevée de la paroi et de la température de 1'air qui augmente avec le progrès de la compression. Si la masse de gouttelettes de carburant subsiste partiellement jusqu'au moment de fermeture pendant la course de compression, son évaporatlon est favorisée par la 15 chaleur de l'allumage et de la combustion, et cette masse est progressivement incorporée dans la charge stratifiée pour prendre part à la combustion et contribuer ainsi à la combustion complète du carburant. Le cas d'une gouttelette typique de carburant injecté 20 ' à travers l'orifice 7' de l'injecteur J est discuté ci-après (figure 4). A un point P immédiatement après l'injection, le vecteur de vitesse du mouvement PP1 est bien supérieur au vecteur de vitesse de l'air PP" et par suite l'influence sur le trajet de la gouttelette est limitée et la déviation par 25 rapport à la ligne QQ' qui est la direction du trajet initial en l'absence de •bourbillon est négligeable. Cependant, la gouttelette est tellement petite qu'elle peut être décélérée très facilement. Quand elle arrive au point R, son vecteur de vitesse RR1 est déjà réduit à une valeur faible. D'autre part, 30) la valeur du vecteur de vitesse de l'air tourbillonnant RR" reste peu différent et il peut être considéré comme à peu près égal à PP" et par suite son influence sur le trajet de la particule devient importante et la déviation est augmentée. Il en résulte la trajectoire courbe QQ". 35. Même si les gouttelettes de carburant sont injectées dans la même direction et à la me vitesse, leurs trajectoires varient d'après leurs dimensions. Par exemple, ainsi que le montre la figure 5* une gouttelette relativement grosse suit 69 00142 2000074 le trajet QC^ ayant une courbure relativement faible. Les particules plus petites suivent le trajet ayant une courbure plus accentuée, tel î que les trajets QQ2 et Les particules encore plus petites ont tendance à revenir dans la direction 5 du tourbillon S suivant des courbes QQ^ et QQj- pour atteindre la surface de la paroi. La masse des gouttelettes injectées par l'injeeteur 7, subit ainsi une distribution bien que le carburant soit finement divisé, et par suite une partie du carburant en gouttelettes relativement grosses est diffusée 10; sur une zone importante de la surface de la paroi sur laquelle elle se dépose, le. reste constituant la plus grande partie du carburant approchant de la surface de la culasse 5 tournant et 15 circulant en même temps que le tourbillon S. Il est possible aussi de modifier les trajectoires 15 des gouttelettes de carburant en modifiant la position et la hauteur de l'injeeteur J et le profil de la surface intérieure de la culasse 5# et aussi de modifier la distribution des trajectoires ainsi que la -concentration et la distribution du mélange de vapeur produit à partir de la surface de la culasse. 20) D'une façon générale, ainsi que le montre la figure 6, le carburant sous la forme de gouttelettes est injecté à travers l'orifice 7' de l'injeeteur avec une divergence suivant un angle de projection"X., mais ce jet est soumis à l'action du ,ourblll n. S circulant dans le sens opposé. En considérant deux gouttelettes 25 typiques MN, ces gouttelettes ont des vecteurs de vitesse MN1 et NN'. D'autre part, les vecteurs de vitesse du courant d'air sont représentés par les vecteurs du tourbillon S, c'est-à-dire MN" et NN". Les deux gouttelettes ont ainsi tendance à s'éloigner l'une de l'autre, c'est-à-dire à suivre des trajets formant i|n 30" angle supérieur à l'angleComme il a été expliqué, cette différence dépend de la dimension des gouttelettes indépendamment de la vitesse d'injection. Comme le montre la figure 7, cette tendance est aidée par les courants d'air localisés voisins, résultant de l'injection du carburant et ensuite par les goutte-35 lettes qui seraient autrement injectées directement de la zone E, mais qui en raison du courant d'air S circulant dans le sens opposé sont diffusées dan- l'air à contre-courant dans la région plus importante P. Pendant leur approche de la paroi, les 69 00142 2000074 gouttelettes sont décalées dans la direction du courant tourbillonnant S. De plus, comme la température de l'air augmente avec le progrès de la compression et comme la vitesse des gouttelettes reste relativement élevée par -5 comparaison avec la vitesse d'écoulement de l'air tourbillonnant, comme il a été expliqué, 1'évaporatlon à partir de la surface des gouttelettes est accélérée. Si la température de la culasse 5 est maintenue convenablement élevée, le carburant diffusé et déposé sur 10") la surface large est rapidement évaporé et mélangé dans le courant d'air turbulent. Il contribue ainsi à la formation du courant tourbillonnant conjointement avec les gouttelettes fines non déposées sur la surface de la culasse et qui s'évaporent d'elles-mêmes, pour constituer la charge stratifiée» 15> Après l'injection du carburant, la djfTusion, la dispersion et le mélange de la quantité suffisante de carburant, et, après un progrès suffis*ifc de 1'évaporatlon, le mélange est allumé par la bougie 11 dans la région chargée de carburant ou en aval de celle-ci. Au voisinage de la bougie 11 le courant résultant 20 de la pulvérisation contient de nombreuses gouttelettes de carburant, la densité des gouttelettes étant suffisamment élevée pour que l'allumage et la combustion soient possibles, même si la teneur en carburant vaporisé est limitée. Excepté pendant la toute première période de l'injection 25 Idu carburant, celui-ci est ainsi étalé pendant son mouvement vers la surface intérieure de la culasse 5, indépendamment de l'action de mélange résultant de la turbulence, et le mouvement du carburant est augmenté par le courant d'air tourbillonnant. Cela se combine avec la présence des gouttelettes de carburant 30 dans le champ des forces centrifuges résultant du tourbillonnement pour permettre aux gouttelettes de carburant ayant une densité supérieure à celle de l'air d'approcher de la surface de la culasse 5 et en même temps permettre l'incorporation de ces gouttelettes dans le mélange contenant du carburant vaporisé 35 d'une densité supérieure à celle de l'air, ce qui permet d'obtenir un état stable de la stratification de la charge combustible. L'importance de la stratification peut -être modifiée en changeant la position de l'injeeteur 7 et en modifiant le ô9 00142 30 2000074 profil de la surface intérieure de la culasse.et d'autres facteurs, il a' été "confirmé expérimentalement, que, c[uand le profil de la culasse 5 est du type représenté sur les-figures 1 à 5 et sur la figure 8, la partie frontale 8 forme 5 un angle par rapport au courant tourbillonnant S et une couche limite épaisse ou une région de contre-courant loca.i...sé est formée en aval, ou une turbulence est formée en dehors de cette région, et le mélange contenant les gouttelettes de carburant pulvérisé est étalé sur la partie angulaire ou 10 au-delà de cette partie dans toute la région de la culasse 5» ce qui permet un processus convenable de combustion. Par suite, quand le carburant est injecté dans un sens, en opposition au courant d'air tourbillonnant dans le cylindre, la flamme de combustion s'étale dans toute la région à l'in-155 térieur de la culasse 5» Il en résulte une charge thermique importante pour la surface intérieure de la culasse, mais faible pour la surface du piston 1, c'est-à-dire une condition très avantageuse du point de vue du refroidissement et de la lubrification. Cette condition est avantageuse aussi pour la 203 purification des gaz d'échappement. Même, si des hydrocarbures et de l'oxyde de carbone non brûlés, pendant la course de combustion et de détente restent sur la surface intérieure de la culasse, l'air de balayage agit comme l'air injecté dans la chambre de la soupape d'échappement d'un moteur à quatre 25 temps classiques. Autrement ditj;, la réaction des produits non brûlés, est favorisée par l'alimentation en air frais, ce qui non seulement contribue à la production de gaz d'échappement plus propres, mais apporte aussi une contribution pour la combustion importante sur la surface intérieure de la culasse, 30) ce qui est très efficace pour favoriser les autres actions. D'autre part, quand le jet de carburant injecté à travers l'injeeteur 7 circule dans la même direction que le courant tourbillonnant S et rejoint celui-ci, de la façon représentée sur la figure 3, les gouttelettes de carburant 35" relativement grosses sont peu affectées par le courant d'air en raison de l'angle d'injection, et elles sont divisées et déposées sur la surface intérieure vers la bougie 11 en 69 00142 3i 2000074 subissant éventuellement une évaporatlon, tandis que les gouttelettes relativement fines approchent de la surface intérieure de la culasse 5, mais sans la toucher et elles sont entraînées par le courant d'air tourbillonnant S, le 5 mélange contenant les particules de carburant étant stratifié comme dans le cas du jet à contre-courant. Dans le cas d'injection dans le même sens, le mouvement tourbillonnant est plûtot intensifié par le courant d'air résultant de l'injection du carburant, de sorte que l'étalement latéral du mélange 10 :■ contenant les particules de carburant est limité et que ce mélange circule sous la forme d'une bande. Dans ce qui précède, l'injection du carburant à travers l'injeeteur a été décrit à titre d'exemple, comme ayant lieu après la fin du balayage et la fermeture des lumières d'admis-15; sion et d'échappement, et quand le courant d'air à l'intérieur du cylindre est devenu un courant tourbillonnant,, Cependant, dans la pratique, le carburant peut être injecté dans le courant d'air constitué par le courant de balayage ou par le courant d'air tourbillonnant résultant du courant de balayage 20 circulant pendant l'ouverture de la lumière d'échappement ou de la lumière d'échappement et de la lumière d'admission, sans que les particules de carburant pulvérisé ou le mélange résultant échappent à travers la lumière d'échappement. Ce fonctionnement est assez avantageux quand la charge du moteur 25^ augmente, parce que la dispersion, le mélange et l'évaporation du carburant ont lieu d'une façon poussée. Les figures 12 à 14 représentent un moteur suivant un ^ mode de réalisation pour lequel les gouttelettes pulvérisées à partir de l'orifice 7' de l'injeeteur 7 ne sont pas dirigées 30 le long de la partie supérieure 10 de la cavité 6, mais sont envoyées près du tourillon S à l'intérieur du cylindre. Au point P qui est relativement voisin de l'orifice 7' de l'injeeteur, la vitesse de chaque gouttelette est élevée et le vecteur de résistance auquel est soumis la gouttelette pendant 35 son passage à travers l'air au repos est PP1 çt le vecteur de résistance quand la gouttelette reste immobile et qu'il existe seulement le tauxfcillon S est PQ, et la direction est la même 69 00142 2000074 que celle du tourbillon en.ce point. Si le vecteur PQ est divisé en deux composantes, l'une dans la direction de PïP et l'autre dans une direction perpendiculaire à celle-ci, il en résulte PQ' et PQ". Comme la vitesse de la gouttelette au 5 point P, est bien supérieure à la vitesse de l'air tourbillonnant, P'P est considérablement supérieure à PQ' . Par suite, le vecteur P' Q' est la force de résistance à laquelle est soumise la gouttelette en sens opposé à celui de sa circulation, mais* comme il est bien supérieur à PQ" qui représente la force 10 pour provoquer la' déviation de la trajectoire vers une direction perpendiculaire à celle de P'Q', la gouttelette est déviée de la trajectoire initiale existant en l'absence de tourbillon d'air, mais la déviation est faible. La vitesse de chaque gouttelette, initialement élevée, 15 tombe rapidement en raison de la faible masse de la gouttelette. Par exemple, la force de résistance à laquelle est soumise la gouttelette dans le sens de circulation avec la vitesse existant au point R a la valeur faible RR'. Par contre, la vitesse du tourbillon S ne subit pas de changement appréciable et le 20 vecteur de résistance qui en résulte est RR". Comme la trajectoire de la gouttelette est assez courbe jusqu'au point R les vecteurs R'R et RR" sont à peu près perpendiculaires l'un à l'autre en ce point. La déviation de la particule est assez considérable et le rayon de courbure de la trajectoire 25 est faible. Pour une avance supplémentaire, le vecteur d'avance et le vecteur de tourbillonnement sont dirigés dans le même sens. De ce fait, la gouttelette est soumise seulement à un freinage faible et le rayon de courbure de sa trajectoire augmente, de sorte que la gouttelette peut atteindre le tourbii-30 Ion. Un courant d'air localisé secondaire résultant de l'injection du carburant sous la forme d'une masse de gouttelettes finement pulvérisées sert aussi à favoriser l'étalement des gouttelettes et la production d'une turbulence. De plus, ce courant agit pour réduire la vitesse de tourbillonnement et; 35 ralentir le mouvement du tourbillon lui-même environ au moment où l'étalement des gouttelettes est complet. Dans ce cas, les gouttelettes injectées à travers l'injeeteur 7 ont une vitesse très différente de celle du 69 00142 2000074 eourant d'air. Avec le progrès de la course de compression, la température de l'air augmente et les différents effets combinés provoquent une évaporation rapide des gouttelettes et la préparation du mélange de carburant et d'air, de la 5 même façon que celle décrite ci-dessus. La distribution des densités résultant de ce mélange est telle qu'il existe une densité relativement uniforme le long de la surface intérieure de la culasse, le mélange devenant plus pauvre en s'éloignant de cette surface. La stratification de la charge mélangée est 10 ainsi effectivement établie. La bougie d'allumage 11 se trouve dans une bonne position pour l'allumage parce qu'elle est en aval par rapport à l'axe d'injection, même quand le moteur est au ralenti avec injection très faible de carburant. De plus, avec cette com-15 binaison l'allumage et la combustion sont très insensibles au temps ou point d'allumage. Autrement dit, il existe une tolérance large pour le choix assez libre de l'angle d'avance d'allumage par rapport à un point prédéterminé d'injection, et indépendamment dé ce point. De plus, du fait de la partie 20 frontale 8, qui constitue une partie angulaire pour le courant d'air de balayage S^, le mélange contenant les gouttelettes pulvérisées'est étalé dans toute la région en aval de cette partie angulaire, c'est-à-dire au-delà de cette partie, dans la cavité 6 de la culasse 5 même quand la couche limite avalo 25 est épaisse ou quand il existe une région partielle de contre-courant G, ou une turbulence, ce qui permet un très bon processus de combustion. Les figures 15 à 17 représentent un moteur convenable pour l'utilisation d'un carburant gazeux, tel que du propane 30 avec injection dans le moteur. Dans ce cas, l'ajutage d'une soupape d'injection 17 est courbé sous la forme d'un tube d'injection 16 aplati et élargi latéralement à l'extrémité, afin que le carburant gazeux soit injecté dans la cavité 6 de la culasse 5 avec un certain angle de divergence pour le 35 mélange du jet injecté V, en opposition au tourbillon S résultant de l'air de balayage dans le cylindre .4, et contre ce tourbillon. La soupape d'injection 17 est du type à électroaimant pour injecter le gaz sous une pression réglée 69 00142 » 2000074 quand la soupape est ouverte, l'ouverture étant réglée d'après un angle de calage du maneton calculé après la fermeture de la lumière d'échappement en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de la position du levier de commande (non repré-5 senté). Le tube" d'injection 16 comporte un orifice 15 à travers lequel le carburant gazeux est injecté à grande vitesse et avec une certaine divergence. Dans la partie du jet voisine de l'orifice 15, la proportion d'air dans le mélange est tellement faible et la vitesse d'injection est tellement 10 élevée que ce jet ne subit que peu l'influence du tourbillon S existant dans le cylindre et que par suite il y a peu de risque que le jet soit incurvé. Quand le jet s'éloigne de l'orifice, son mélange avec l'air environnant augmente, et le jet augmente de largeur avec une réduction progressive 15 de sa vitesse. Avec l'influence supplémentaire du profil de la culasse 5 et de la cavité 6, la vitesse du gaz est considérablement réduite quand il approche de la surface intérieure de la culasse. De plus, sous l'influence forte du tourbillon S dans le cylindre 4, le jet de gaz est tiré vers la direction 20 aval (figure 16) et il est étalé le long de la surface intérieure ! (figure 17) et,tout en étant mélangé avec le courant d'air tourbillonnaire, il circule d'une façon générale comme s'il passait sur le tourbillon S. En particulier à cause de la partie frontale- 8, qui dépasse un peu vers le tourbillon S, 25 à partir de la culasse 5, une couche limite épaisse ou une région de contre-courant est formée en aval du bord de cette partie frontale, de sorte que le mélange est rendu relativement homogène et qu'il est bien étalé dans l'espace de la culasse correspondant à la cavité 6. 30 L'injection du carburant sert à étaler le mélange.et en même temps, à accélérer la turbulence et à ralentir le tourbillon. Une composante importante de turbulence existant dans le tourbillon lui-même est utile pour mélanger le carburapt et elle_ est désiraMe pour augmenter la vitesse de combustion. 35 Environ au moment où 1'étalement^du mélange est compris, la vitesse moyenne de circulation du tourbillon tend à décroître globalement. J 69 00142 » 2000074 Quand le point ou temps d'inj.eotion est avancé avec une injection effectuée»sur une période prolongée de la façon décrite ci-dessus, le carburant gazeux déjà-injecté est mélangé à l'air tourbillonnaire et le mélange est forcé 5 successivement de l'intérieur de la culasse vers la partie supérieure du piston 1 du cylindre 4, jusqu'à ce que le cylindre soit rempli par le mélange. Par contre, si le point d'injection est retardé et si l'injection est limitée à une période courte, il en 10 résulte une charge stratifiée à l'intérieur de la culasse. Quand le mélange est allumé par une étincelle de la bougie 11, un temps convenable après l'injection, la combustion démarre. Quand le carburant gazeux injecté à travers l'orifice 15 forme un mélange à l'intérieur de la culasse, de la façon décrite, 15 la concentration du carburant dans le mélange est élevée à l'intérieur de la culasse 5, au-dessus de la ligne X-X de la figure 17. En s'éloignant de cet axe, c'est-à-dire dans la direction de la ligne Y-Y, la concentration tombe progressivement et par suite le mélange air-carburant devient plus pauvre. Ce 20 n'est que si le rapport de mélange à l'intérieur de la culasse le long de l'axe X-X est réglé à une richesse légèrement supérieure à celle la plus désirable pour l'allumage et la combustion, qu'il devient possible d'utiliser l'énergie importante de la flamme de combustion provoquée par l'allumage pour une 25 réaction facile du mélange environnant relativement pauvre. Une bonne combustion est ainsi obtenue pour un rapport air-carburant global très pauvre. Comme le mécanisme selon l'invention peut être utilisé pour un moteur ne comportant pas de papillon d'admission 30 d'air, la quantité d'air d'alimentation nécessaire est peu différente aux charges partielles du moteur. Cela, en combinaison avec la faible quantité du carburant injecté prenant part à la combustion, maintient la température du tube d'injection 16 à un niveau assez bas. Dans ces conditions, l'augmentation 35 de la température du carburant gazeux est ainsi limitée et partiellement parce que la densité du gaz de pétrole liquéfié ou d'un carburant similaire est supérieure à celle de l'air à la même température, l'action centrifuge du tourbillon tend à 69 00142 36 2000074 faciliter la stratification de la charge» Cela permet d'utiliser des rapports air-carburant encore plus pauvres. L'importance de la stratification peut être réglée en modifiant la configuration, la position et la direc-5 tion du tube d'injection 16 et de son orifice de sortie 15 ainsi que le profil intérieur de la culasse 5« Le carburant gazeux injecté de cette façon est étroitement mélangé, étalé et stratifié. De plus, comme le carburant gazeux est injecté directement dans le cylindre, le rendement du volume d'admis-10 sion du moteur n'est pas dégradé comme c'est le cas avec le système classique d'envoi du carburant dans la lumière d'admission du moteur. Pour ces raisons, il n'y a aucune possibilité de réduction de la puissance utile du moteur, comme dans le cas du moteur fonctionnant avec un carburant liquide. En outre, 15 le temps de séjour du carburant sous la forme d'un mélange non brûlé dans le cylindre, est réduit et l'effet antidétunant . résultant de l'indice d'octane "mécanique" dû à la nature du carburant et aussi au taux de compression supérieur permettent une amélioration du rendement thermique et de la puissance 20 utile. Les figures 18 à 21 représentent une autre forme de cavité 6 dans la culasse 5- Dans ce cas, la cavité 6 a une forme sensiblement en secteur et la surface de la paroi opposée dans la direction d'injection, c'est-à-dire en face 25 de l'injeeteur 7 comporte une partie frontale à bord 8, qui sert comme frontière entre la culasse 5 et la cavité 6. Une partie de la paroi 9 étant voisine de cette limite et perpendiculaire à la surface frontale avec une partie courbe 13 à l'autre extrémité, jusqu'à la partie plane ou courbe supérieure 30 10. La surface intérieure de la cavité 6 ainsi formée est telle que la cavité soit peu profonde au voisinage de la partie frontale 8 avec une profondeur augmentant progressivement vers l'injeeteur 7. De plus, la surface intérieure de la culasse 5 a de préférence un profil de forme sphérique concor-35 dant d'une façon générale à la partie supérieure du piston. Ainsi que le montre la figure 18, une soupape d'injection 17 comportant un ajutage d'injection 7 est orientée pour injecter le carburant dans une direction parallèle à la partie supérieure 10 en plan incliné de la surface intérieure 69 00142 2000074 de la culasse 5 du côté de la partie la plus profonde 14 de la cavité 6. L'injeeteur 7 peut comporter un seul ou plusieurs orifices et il est formé pour injecter le carburant avec un certain angle de divergence afin de disperser le carburant 5 de la façon représentée sur la figure 19= Même avec un injecteur à un seul orifice de forme simple, la dispersion du carburant est bien entendu assurée d'une façon satisfaisante par l'effet combiné de l'air arrivant en sens opposé et de la configuration de la culasse. 10 Suivant le mode de réalisation représenté sur la figure 18, deux bougies d'allumage 11 dépassent dans la cavité 6 de la culasse 5« L'une est placée en aval de l'injeeteur 7 par rapport au sens de circulation du courant d'air de balayage, et l'autre est placée sur le plan incliné de 15 la cavité 6. Le profil intérieur de la cavité 6 représenté sur les figures 18 et 19 comporte une partie supérieure plane et Inclinée 10 en forme de secteur et une partie inclinée relativement verticale 18, ces deux parties délimitant l'espace dans lequel la masse de carburant injecté est étalée 20 par le courant d'air de balayage ou par le courant tourbil-lonnaire résultant et qui forme un évidement permettant un séjour relativement immobile avec la paroi environnante dans lequel le carburant n'est pas soumis à l'influence de l'air à grande vitesse du courant de balayage ou du courant tourbil-25 lonnaire principal. La partie frontale 8 est de préférence en arc concentrique au cylindre 4 comme il apparaît sur les figures 19 et 21. De même, la partie de'paroi 9 peut être dam un plan incliné au lieu d'être dans un plan vertical. Dans tous les cas, la masse de particules injectées est déviée et 30 dispersée pour former un courant remplissant la région devant la cavité 6 pour former une masse relativement homogène de carburant de la région avant à la région arrière de la cavité 6. De plus, les particules sont retenues temporairement pour établir une densité élevée de carburant, afin de permettre 35 la stratification d'une charge relativement àu repos. La trajectoire de chaque particule de carburant Injecté à travers l'injeeteur 7 est représentée en tirets sur la figure 20. Bien qu'elle forme un angle relativement large, la vitesse de la particule est telle que le vecteur de résistance auquel r*" bad original L9 00142 js 2000074 est soumise la particule circulant à travers l'air au -repos est P1P„ Si la particule reste au repos au point P et s'il existe un tourbillon S, le vecteur de résistance résultant est PQ et la direction est la même que celle du courant d'air 5 en ce point. Si le vecteur PQ est divisé en deux composantes, l'une dans la direction de P'P et l'autre dans une direction perpendiculaire à eelle-ci, les composantes obtenues sont PQ" et PQ." » En raison de la vitesse de la particule au point P, qui est en général bien supérieure à la vitesse du courant 10 d'air, P!P est supérieur à PQ*. Par suite, le vecteur P'Q' est au plus égal à la force de résistance à laquelle la particule est soumise en sens opposé au sens de déplacement, et elle est assez supérieure au vecteur PQ"" qui dévie la trajectoire perpendiculairement comme dans le cas déjà expliqué. 15 Par exemple, la vitesse existant à l'arrivée au point R, est très faible et le vecteur R'R agissant sur la particule dans le sens de son déplacement est faible, Dans l'intervalle, la vitesse du courant d'air S ne subit pratiquement pas de changement tt, par suite, la particule avançant est assez exposée 20 au courant d'air principal et subit fortement son influence. En conséquence, la particule suit une trajectoire telle qu'elle est déviée de façon croissant fortement par le courant d'air S, et le rayon de courbure de la trajectoire décroît jusqu'à ce que la particule soit entraînée par le courant d'air. 25 Autrement dit, comme le montre la figure 20, les particules de carburant ont un mouvement composite avec tendance à être largement étalées le long de la partie supérieure 10 pendant leur approche de cette partie inclinée, et elles sont entraînées sur le courant d'air S qui perd la plupart de son énergie 30 cinétique dans la direction vers le point d'injection à partir de l'injeeteur 7„ Pour cette raison, le courant d'air tourbillonne au voisinage de la culasse 5 et les particules se trouvent dans le champ des forces centrifuges et une force est ainsi exercée sur les particules pour les entraîner près de 35 la surface intérieure de la culasse, mais avec un étalement important le long de la surface intérieure de la culasse 5, tout en étant convenablement mélangées par le courant d'air qui est assez vigoureusement tourbillonnaire par lui-même. La stratification de la charge est ainsi obtenue pour former un mélange plus riche vers la surface intérieure de la culasse 5. BAD ORK3IMAL 69 00142 39 2000074 Bien que cela dépende de la direction d'injection à partir de l'injeeteur 7, une petite partie seulement des particules pulvérisées est étalée, diffusée et déposée sur la surface plane inclinée 10 et sur les autres parties. Ces particules 5 sont aussi évaporées du fait du chauffage par la chaleur fournie par la surface de la paroi et par la flamme de combustion et par suite elles forment un mélange. Cependant, cette action est seulement une partie d'un phénomène secondaire pour la formation du mélange combustible. La plus grande partie du 10 carburant sous la forme de particules fines injectées à partir de l'injeeteur 7 est exposée au courant d'air de vitesse relativement élevée et avec la progression de la course de compression, la température de l'air s'élève aussi et le mélange est stratifié avec évaporation accélérée jusqu'au moment où 15 un mélange de carburant pulvérisé ou un brouillard contenant le carburant évaporé circule en tant qu'une partie ou la totalité du courant d'air tourbillonnaire S. Du fait que le profil intérieur de la culasse 5 est convergent de la façon représentée sur la figure 19 vers 20 la bougie 11 et en raison de l'action centrifuge du tourbillon, le mélange est rassemblé au voisinage de la bougie 11, sous la forme d'un brouillard relativement riche. Une condition de courant d'air relativement lent est maintenue dans la cavité 6 à l'endroit de la bougie 11. Comme cette cavité est sembla-25 ble à une poche formant une protection contre le courant d'air rapide, il est désirable que la flamme soit provoquée par allumage par étincelle électrique. Cette étincelle constitue non seulement une source puissante pour allumer le mélange environnant, mais elle est efficace aussi pour empêcher les 50 ratés d'allumage, les fluctuations de la pression dans le cylindre par cycle et la fluctuation de la pression maximale. Les particules de carburant injecté à partir de l'injeeteur 7 comprennent des particules de vitesse faible ou des particules de dimensions extrêmement faibles. Ces 35 particules ont tendance à être facilement entraînées par le tourbillon S. Par exemple, comme le montre la ligne en tirets W, elles peuvent prendre part à la combustion au lieu d'être retenues ou d'être déposées ou évaporées au voisinage de la 69 00142 2000074 bougie 11 et être perdues sans diffuser hors de la charge stratifiée. Les avantages pouvant en résulter, sont une amélioration du rendement et la réduction de la quantité d'hydrocarbures non brûlés dans les gaz d'échappement. 5 Même quand la quantité de carburant injecté par cycle de fonctionnement à pleine charge est importante, l'action combinée avec le courant d'air S ou S-^ permet une dispersion suffisamment poussée des particules de carburant pour qu'il n'y ait pas de risques de ratés d'allumage du fait 10 d'une concentration excessive de carburant autour de la bougie 11, bien qu'il soit à noter qu'un meilleur résultat est obtenu en remplaçant l'injection d'une quantité importante de carburant dans un angle de calage des manetons peu important par l'injection de la même quantité-de carburant sur un angle de 15 calage d'une certaine importance. Dans un tel fonctionnement à charge élevée sur le moteur, il doit être noté que l'utilisation de deux bougies d'allumage 11 opérant simultanément donnent des résultats particulièrement satisfaisants. Bien que les deux bougies soient situées suivant ce mode de réali-20 sation sur la ligne d'axe du courant d'air de balayage, les essais montrent qu'elles peuvent donner des résultats aussi satisfaisants si elles sont placées dans la partie supérieure 10 ou dans la paroi latérale 6 symétriquement par rapport à la ligne d'axe. Il doit être observé que le facteur ci-dessus 25 est en relation étroite avec la configuration de la culasse 5- De plus, suivant ce mode de réalisation, l'écoulement du type giclé provoqué par les parties latérales plus planes 19 de la surface intérieure de la culasse 5 et par la partie supérieure correspondante du piston 1 produit deux 30 zones tourbillonnaires dans la chambre de combustion 20 pendant la course de compression, en particulier vers la fin de cette course, le tourbillon et la turbulence ainsi produits étant superposés au mouvement des particules. Les mouvements combinés favorisent la dispersion 35 des particules de carburant le long de la partie supérieure inclinée 10 et au voisinage de la partie la plus profonde 14 de la cavité et évitent une concentration excessive dans le mélange près de la ligne d'axe passant par les bougies 11 et 69 00142 « 2000074 l'injeeteur 7, et ils tendent à amener la charge stratifiée contre la surface intérieure de la culasse 5„ En variante, il est possible d'intensifier le giclage en disposant, les surfaces latérales 19 de la culasse très près de la surface 5 supérieure dans la zone du point mort supérieur du piston 1, ou de façon à réduire l'espace libre au-dessus du point mort supérieur, et, inversement, il est possible d'affaiblir le giclage, par exemple par augmentation progressive de l'espace libre considéré ci-dessus vers le centre de la culasse afin 10 que la charge stratifiée soit de préférence collectée dans la direction de la ligne d'axe. Après l'allumage, le mélange combustible devient plus léger et se déplace vers le centre du tourbillon dans lequel il est remplacé par l'air frais formant un mélange avec le carburant pour participer à la 15 combustion. Du fait du giclage établi par la surface intérieure de la culasse et par la partie supérieure du piston, le mélange contenant les particules de carburant est convenablement dispersé ou concentré, et ce mélange est ensuite superposé au tourbillon S à l'intérieur du cylindre. Cela 20 facilite l'allumage pour la combustion consécutive. Les figures 22 à 25 représentent un moteur suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention qui comporte une culasse 25 ayant un profil intérieur relativement hémisphérique et qui comporte une soupape d'injection 25 17 placée dans une position convenable pour que l'extrémité d'injection 7 (constituée par un ajutage d'injection ayant un nombre d'orifices convenablement choisi avec des angles d'injection appropriés) établisse une injection dans une direction moyenne en opposition au sens du courant d'air de 30 balayage S. La surface intérieure de la culasse de forme sensiblement hémisphérique établit une cavité 6 en forme de secteur et l'extrémité de l'ajutage d'injection 7 dépasse en un point correspondant au départ du secteur. La profondeur de la cavité 6 est la plus faible dans cette région et elle 35 augmente vers les parties entourant le secteur. La partie supérieure 10 constituant le secteur est plane, tandis que la paroi environnante 21 est de forme générale cylindrique avec des génératrices parallèles à la surface cylindrique 4' du cylindre. BAD ORIGINAL 69 00142 t2 2000074 Suivant ce mode de réalisation, la direction W de l'injection à partir de l'injeeteur 7 est sensiblement perpendiculaire à l'axe de la soupape d'injection 17* et elle est dirigée vers la paroi 21 entourant le secteur. L'angle 5 entre la paroi 21 et la partie 10 de la cavité 6 est arrondi de la façon représentée en 22 et le côté inférieur de la surface 21 se termine par un bord vif 23. L'angle d'ouverture du secteur dépend du nombre d'orifices de l'injeeteur, de l'angle de divergence du jet 10 injecté, de la position de la soupape d'injection et d'autres facteurs, mais il est choisi pour la formation d'une charge stratifiée d'un développement convenable et pour que cette charge soit entraînée par le tourbillon dans le cylindre. Suivant le mode de réalisation représenté, deux bougies 11 sont 15 placées dans la partie supérieure•10 en secteur près des deux bords de la cavité 6, ces positions étant choisies pour que les bougies ne soient pas exposées au courant principal de l'air de balayage S ou au tourbillon en résultant et qu'elle se trouvent dans un mélange combustible relativement au repos et 20 dans un mélange d'une richesse convenable. Dans ce cas, les gouttelettes fines de carburant injecté à travers l'injeeteur 7 sont d'abord exposées au courant d'air S, et les particules pulvérisées sont ralenties et étalées. Une partie du carburant pulvérisé perd son inertie 25 et est entraînée dans le courant d'air S, mais le reste continue à avancer sans perdre complètement sa vitesse propre. La cavité devient plus profonde pendant l'avance des particules, de sorte que le carburant subit alors.une influence faible du courant d'air S jusqu'à venir frapper la paroi environnante 21 30 de la cavité contre laquelle les particules perdent leur énergie cinétique. Une partie du carburant pulvérisé diffuse alors le long de la paroi, tandis que la masse principale de ces particules remplit la cavité 6 et échappe partiellement de celle-ci, en particulier le long de la paroi 21. D'autre 35 part, le courant d'air S passe devant le bord 23 qui représente une discontinuité de la ligne d'écoulement, ce qui provoque une turbulence localisée qui attire et mélange la masse des gouttelettes du carburant pulvérisé. Une bande de 6? 00142 ^ 2000074 mélange d'une importance sensiblement égale à celle de la cavité 6 est ainsi formée et le mélange circule en même temps que le courant d'air S vers l'intérieur du cylindre 4 ("figure 24). Bien qu'une partie de la masse des gouttelettes vienne 5 frapper la paroi et se dépose sur celle-ci, elle est immédiatement vaporisée parce que la paroi est à une température suffisamment élevée, et ce carburant vaporisé se mélange à la masse de gouttelettes pulvérisées pour être incorporé au mélange de cette bande. Du fait de la chaleur résultant de la 10 combustion après 1'allumage,l'évaporation du reste du carburant est favorisée et les vapeurs résultantes prennent part à la combustion. De plus, comme le giclage et le dépôt direct sur la surface intérieure du cylindre ne sont pas possibles, la lubrification n'est pas perturbée malgré l'injection directe 15 dans le cylindre. Bien que la température du bord 23 dépassant vers la chambre de combustion 20 s'élève du fait de l'exposition à la flamme de combustion, la chaleur est évacuée par le courant d'air froid de balayage vigoureux et par l'évaporation 20 du carburant. Le bord 23 est par suite convenablement refroidi et ne constitue pas de point chaud. Le mélange stratifié à l'état de brouillard ainsi produit circule conjointement avec le courant d'air S, mais comme les courants sont, tourbillon-naires, ils se trouvent dans un champ de forces centrifuges 25 et ils sont soumis à un certain effet de mélange, et ils sont largement étalés le long de la surface intérieure de la culasse 5 en établissant ainsi 'une charge stratifiée d'une richesse augmentant vers la région périphérique. Comme la stratification est établie pour que le mélange soit plus riche vers l'exté-30 rieur et comme la densité du mélange est aussi supérieure vers la périphérie, la demande et l'arrivée d'air nécessaires pour la charge de carburant sont équilibrées d'une façon naturelle et les mouvements sont stabilisés dans le cylindre. Quand une charge convenablement stratifiée est ainsi formée, elle est 35 simultanément allumée par les bougies 11 dans - la cavité 6 (c'est-à-dire dans une atmosphère de mélange relativement riche, en dehors du passage du courant d'air vigoureux). La croissance du front de combustion établit une source de chaleur puissante pour l'allumage du mélange plus pauvre environ é9 00142 « 2000074 nant» Le carburant étant envoyé à travers l'injeeteur 7 sous une pression élevée et l'allumage ayant lieu principalement dans un mélange contenant des gouttelettes de carburant finement pulvérisé, il n'y a pas de difficulté pour le démarrage à froid 5 du moteur qui peut être immédiatement commandé pour le fonctionnement à pleine charge du moteur. La vitesse d'augmentation de la pression dans le cylindre est relativement faible et le fonctionnement du moteur est sans à-coups. Le moteur suivant le mode de réalisation décrit 10 ci-dessus ne comporte pas d'action de giclage et par suite ne demande pas de refroidissement d'une surface provoquant ce giclage. De plus, comme la chambre de combustion 20 a un profil général de forme partiellement sphérique idéale, une amélioration des performances et une réduction de la quantité d'hydro-15 carbures non brûlés dans les gaz d'échappement sont obtenues efficacement. Il sera noté que, bien que le mode de balayage du type Schnuerle soit utilisé suivant ce mode de réalisation, le courant d'air à travers l'espace à l'intérieur de la culasse 20 5 ne suit pas toujours exactement la ligne d'axe X-X de la figure 25 en raison d'une légère différence entre les passages de gauche et de droite pour l'air quand Ils sont vus à partir du carter 12 et il est assez normal que le courant circule avec une certaine déviation angulaire. Même dans ce cas, le 25 fonctionnement de la cavité 6 est satisfaisant en raison du bord 23 de la paroi qui s'étend suivant un arc important. Le moteur suivant ce mode de réalisation est ainsi insensible à la déviation de l'écoulement et l'effet nuisible pour la production du mélange- est seulement faible, autrement dit, la 30 variation des performances est négligeable. Bien que l'invention soit décrite ci-dessus en considérant différents modes de réalisation pour des moteurs à deux temps à allumage électrique et à balayage du type Schnuerle, l'invention peut aussi être utilisée pour des moteurs 35 à balayage en boucle ou à balayage transversal. De même, le mode d'allumage n'est pas limité à l'allumage par bougie électrique, et d'autres moyens d'allumage tels que l'allumage par bougie incandescente, l'allumage par boule incandescente ou 69 00142 "5 2000074 d'autres systèmes d'allumage utilisés dans les moteurs Diesel non basés sur un allumage à partir de l'extérieur peuvent être utilisés. Du fait du fonctionnement d'un moteur selon 5 la présente invention, de la façon décrite ci-dessus, une combustion régulière est obtenue en faisant varier le taux d'admission dans une plage étendue sans que cela nuise à la combustion parce que le courant d'air tourbillonnaire contient une quantité importante d'air, par exemple dans la région 10 extérieure même quand l'alimentation en air est réduite à la valeur inférieure. Cela est particulièrement avantageux pour un moteur à système de balayage du type à compression dans le carter. La perte d'énergie par pompage d'un moteur à balayage en boucle ou transversal d'un moteur à deux temps augmente 15 avec le taux d'admission, et la relation entre l'étranglement de l'admission et la perte d'énergie par pompage est contraire à celle existant dans un moteur à quatre temps. Il est par suite désirable que la réduction de l'admission soit augmentée quand la charge du moteur diminue. D'autre part, la stratifi-20 cation de la charge a pour effet d'améliorer le rendement thermique et d'obtenir des gaz d'échappement purifiés par l'amélioration du rapport des chaleurs spécifiques des gaz actifs, avec réduction des pertes de chaleur vers l'extérieur du moteur, avec augmentation de la vitesse de développement 25 de la chaleur du fait de la réduction de la dissociation thermique, et d'autres facteurs, du fait de la combustion stabilisée avec un mélange global pauvre. Pour cela, il est désirable que le mélange air-carburant soit aussi pauvre que possible dans les limites permettant une combustion régulière 30 et évitant un refroidissement excessif, et il est avantageux d'utiliser un rapport optimal air-carburant par exemple entre 16/1 et 20/1 d'après la charge du moteur et sa vitesse de rotation. De même, comme il a été décrit ci-dessus, le 35 carburant Injecté directement dans le cylindre ne vient pas frapper la surface latérale sur laquelle coulisse le piston et par suite la lubrification n'est pas perturbée. De plus, comme l'allumage a lieu dans un mélange contenant le carburant BAD ORIGINAL 69 00142 46 2000074 sous la forme de gouttelettes finement pulvérisées ainsi que du carburant partiellement vaporisé, la distribution des gouttelettes est très étendue et le démarrage à froid est facile. La charge stratifiée est en outre formée d'une façon positive 5 à un état optimal, comme il a été expliqué, et il n'est pas nécessaire de prévoir une commande compliquée basée sur l'adaptation de trois facteurs, l'injection du carburant, l'allumage et le tourbillon d'air,ce qui est en général essentiel pour les processus de combustion classiques. Autrement 10 dit, il existe une tolérance large entre l'injection du carburant et l'allumage et les deux peuvent être modifiés et réglés entre des limites très larges indépendamment l'un de l'autre dans un moteur selon l'invention. Cette tolérance large apporte une souplesse considérable contre la détérioration de la pulvé-15 risation du carburant. En cas de détérioration de la pulvérisation, cette détérioration n'a pas d'effet appréciable sur les caractéristiques du moteur, ce fait étant confirmé expérimentalement. L'importance de la stratification de la charge dans le champ du tourbillon peut aussi être modifiée d'une 20 façon relativement importante en changeant le profil et les dimensions de la cavité 6 et le mode d'injection à travers l'injeeteur 7. Il est possible aussi d'avancer l'angle de calage du maneton pour le démarrage de l'injection et d'élargir l'angle de calage pour l'injection effective pour une augmen-25 tation de la charge du moteur afin de former un mélange à l'état de brouillard non interrompu dans le courant tourbil-lonnaire à l'intérieur du cylindre aux charges élevées du moteur. Cela signifie que le taux d'utilisation de l'air à l'intérieur du cylindre peut être considérablement augmenté 30 pour les charges importantes du moteur. Cela permet un fonctionnement du moteur d'unefàçon pratiquement régulière même si le mélange considéré dans l'ensemble est exagérément riche. Il n'y a pas de risque de limitation du fonctionnement du moteur du fait de fumées à l'échappement en cas de mélange 35 exagérément riche dans le cylindre comme c'est souvent le cas pour certains moteurs à charge statifiée. Le fonctionnement à pleine charge du moteur avec des mélanges trop riches devient ainsi possible comme dans le cas des moteurs classiques BAD ORiGINÂL 9 00142 i7 2000074 à carburateurs. De plus, aucun équipement supplémentaire ou auxiliaire n'est nécessaire pour la réduction importante des trois constituants nuisibles ou toxiques des gaz d'échappement., c'est-à-dire l'oxyde de carbone, les hydrocarbures et des 5 oxydes d'azote, la présente invention permettant ainsi une purification générale des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant 10 d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. 69 00142 2000074 REVENDICATIONS 1 - Un moteur à combustion interne du type à charge stratifiée comportant au moins un cylindre avec une lumière-d'échappement et une lumière de balayage ouvertes et fermées par le déplacement d'un piston ayant un mouvement alternatif 5 dans le cylindre, un injecteur pour le carburant et un élément d'allumage, caractérisé en ce que l'inject&ur est disposé pour injecter le carburant dans le sens d'écoulement ou en sens contraire à l'écoulement d'un courant d'air frais de balayage ou d'un courant d'air tourbillonnant résultant du courant de 10 balayage dans le cylindre pour établir une action combinée pour la stratification du mélange combustible le long de la surface intérieure de la culasse du cylindre et pour l'allumage consécutif. 2 - Un moteur à combustion interne à charge strati-15 fiée à balayage en boucle ou transversal dans lequel un injecteur de carburant et un élément d'allumage sont montés dans la culasse délimitant une partie de la chambre de combustion du moteur caractérisé en ce qye l'injeeteur projette une masse de gouttelettes fines de carburant liquide ou un courant de 20 carburant gazeux dans le sens ou en opposition au sens d'un courant d'air de balayage ou d'un courant d'air tourbillonnant résultant du courant d'air de balayage dans le cylindre, ou des deux, de façon que le mélange d'air et de gouttelettes fines ou de vapeur du carburant soit stratifié et étalé dans 25 la culasse pour être ensuite allumé. 3 - Un moteur à combustion interne à charge stratifiée selon la revendication 1 ou 2 comportant une chambre de combustion définie entre un cylindre et un piston à mouvement alternatif, un injecteur pour alimenter la chambre de combus- 30 tion en carburant et une bougie d'allumage par étincelles dans la culasse du cylindre, caractérisé en ce que la paroi Intérieure de la culasse forme une cavité non exposée directement au courant d'air principal établi dans le cylindre et peut retenir les gouttelettescfe carburant pulvérisé, l'injection 35 du carburant à partir de l'injeeteur étant dirigée vers la surface intérieure de la cavité ou dans la cavité. BAD orignal 69 00142 19 2000074 4 - Un moteur à combustion interne à charge stratifiée du type à balayage en boucle, transversal ou autre selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'injeeteur et la bougie d'allumage sont montés dans la culasse du cylindre, caractérisé 5 en ce que, avant que la masse de gouttelettes fines de carburant soit projetée dans le même sens ou en sens opposé dans le courant d'air de balayage, dans le courant d'air tourbillonnant dans le cylindre ou dans les deux, le carburant est injecté vers la cavité de la culasse et est dispersé pour la formation - 10 efficace d'une charge stratifiée et pour limiter la diffusion inutile des gouttelettes du carburant injecté dans la chambre de combustion comprenant la cavité, afin de stratifier le mélange combustible sous la forme d'une bande dans la chambre de combustion pour son allumage. 15 5 - Un moteur à combustion interne à charge strati fiée à balayage en boucle, transversal ou autre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la culasse du cylindre limitant la chambre de combustion comporte une cavité en retrait de la surface inférieure principale de la culasse, avec 20 un injecteur et une bougie d'allumage dépassant dans la cavité, de façon que la masse injectée de gouttelettes de carburant finement pulvérisé ou cette masse de gouttelettes et la vapeur vaporisée de la surface de la culasse ou un mélange de cette masse de gouttelettes et le carburant vaporisé soit temporai-25 rement retenue avec une densité supérieure de mélange dans la cavité et soit ensuite entraînée par le courant d'air de balayage ou le courant d'air tourbillonnant en résultant, ou les deux, afin qu'elle soit stratifiée et mélangée sous la forme d'une bande le long de la surface intérieure de la 30 culasse pour être ensuite allumée. 6 - Un moteur à combustion Interne à injection directe comportant un piston à mouvement alternatif, un cylindre avec une lumière d'échappement et yne lumière de balayage ouvertes et fermées par les déplacements du piston, un injecteur pour 35 envoyer le carburant dans le cylindre et une bougie d'allumage, caractérisé en ce que la culasse comporte une poche constituée par un évidement dans la paroi intérieure de la culasse j pour se trouver en dehors de l'exposition directe au courant SAD ORIGINAL 69 00142 so 2000074 d'air principal établi dans le cylindre et pouvant temporairement retenir les gouttelettes pulvérisées du carburant et un écoulement' giclé établi par la surface intérieure de la culasse et la partie supérieure de la tête de piston est superposé 5 au courant d'air de balayage ou au courant d'air tourbillonnant en résultant dans le cylindre afin de disperser, de raréfier ou de concentrer le mélange de gouttelettes de carburant et de vapeur de carburant pour établir une stratification efficace de la charge. 10 7 - Un moteur à combustion interne à charge stra tifiée à balayage en boucle, transversal ou autre selon la revendication 3 ou 4 dans lequel un injecteur et un élément d'allumage sont montés dans la culasse délimitant la chambre deccombustion, caractérisé en ce que la masse de gouttelettes 15 du carburant injecté est projetée contre et/ou dans- la direction du courant dlair de balayage ou du courant d'air tourbillonnant en résultant ou les deux, l'action combinée résultante servant à étaler le mélange de gouttelettes de carburant et de vapeur de carburant le long de la surface intérieure de la 20 culasse pour la stratification de la charge. 8 - Un moteur à combustion interne à charge stratifiée à piston à mouvement alternatif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'une chambre de combustion unique est définie entre la surface intérieure de la culasse et la 25 partie supérieure de la tête de piston, ;La culasse comportant une cavité constituée par un évidement de la paroi intérieure de la culasse, cette cavité étant suffisamment importante pour contenir les gouttelettes du carburant pulvérisé et le carburant est injecté directement à travers l'injeeteur 30 dans la cavité pour provoquer la dispersion et le mélange afin de provoquer un mélange efficace de la charge stratifiée et d'empêcher la diffusion inutile des gouttelettes du carburant pulvérisé, le mélange combustible étant stratifié dans la chambre de combustion par une combinaison des actions de dis-35 persion, de mélange, de stratification et de stabilisation et d'entraînement par le courant d'air pendant que les gouttelettes se déplacent avec le courant d'air de balayage par les mouvements du piston et/ou par le courant d'air tourbillon- bad ORIGINAL 69 00142 si 2000074 nant en résultant, le mélange étant ensuite allumé. 9 - Un moteur à combustion interne à charge stratifiée à injection directe selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la culasse délimitant la chambre de 5 combustion comporte au moins un injecteur pour l'injection du carburant dans le cylindre. 10 - Un moteur à combustion interne à charge stratifiée à injection directe selon la revendication 9> caractérisé en ce que la surface intérieure de la culasse a un 10 profil hémisphérique ou suivant une autre courbure et comporte une cavité formée par un évidement à partir de cette surface, cette surface ayant un profil arrondi, en secteurs ou avec des zones périphériques très incurvées pour provoquer une stratification efficace afin d'empêcher la diffusion inutile des gout-15 telettes du carburant pulvérisé à partir de l'injeeteur ou des injecteurs et pour favoriser la dispersion et le mélange du carburant avec l'air. 11 - Un moteur à combustion interne à charge stratifiée à balayage en boucle, transversal ou autre selon l'une 20 des revendications 8, 9 ou 10 avec au moins un injecteur à travers la culasse délimitant la chambre de combustion, caractérisé en ce que la surface intérieure de la culasse a une forme hémisphérique ou autre et comporte une cavité hémisphérique, en secteurs ou autre avec des parties périphériques 25 plus incurvées pour provoquer une stratification efficace, la cavité comportant une partie profonde et pie partie peu profonde et un bord dépassant vers la chambre de combustion pour provoquer une turbulence localisée en amont ou en aval à partir du courant d'air de balayage ou du courant d'air tourbillonnait 30 en résultant, la turbulence localisée facilitant le mélange, la dispersion et la raréfaction de l'air et de la masse de gouttelettes de carburant contenant de la vapeur du carburant pour provoquer la stratification du mélange et permettre son allumage consécutif.