Brevet FR2393147A1 — publié le 19781229

L'invention est relative à des perfectionnements à un moteur à combustion interne du type diesel à préchambre d'injection et d'auto-infflammation communiquant par un canal de section réduite avec la chambre de travail et de combustion proprement dite du moteur. Ce genre de moteur diesel a été développé, en particulier pour les petites puissances telles que celles nécessaires pour entraîner des véhicules automobiles. Le fait de prévoir une préchambre d'injection pour le combustible permet d'obtenir dans cette préchambre un échauffement préalable important du combustible ce qui favorise son suto-nfl-amnatkn. Les perfectionnements objet de la présente invention ont pour but d'améliorer le fonctionnement du moteur et de permettre d'utiliser une grande partie de la technologie et des outillages employés dans les moteurs à allumage commandé électrique ou électronique , ce qui permet ainsi de réaliser une économie considérable sur le plan de la chaste de fabrication. Un moteur à combustion interne du type diesel à préchambre d' injection et d'auto-inflSmmationcommunBquantvparun canal de section réduite avec la chambre de travail et de combustion proprement dite du moteur est caractérisé selon l'invention en ce que utilisant un bloc analogue à celui d'un moteur classique à allumage commandé, ladite préchambre est montée rapportée dans la culasse sensiblement à l'emplacement occupé normalement par les bougies d'allumage, et ele reçoit à son tour le porte injecteur et son njecteur de carburant. De façon caractéristique la préchambre, le porte injecteur et l'injecteur ont leur axe de montage dans la culasse très incliné par rapport au plan de jonction du bloc avec la culasse, l'angle d'inclinaison étant compris par exemple entre 10 et 300 environ. Selon une autre caractéristique de l'invention la préchambre a une forme sensiblement en doigt de gant se terminant en direction du bloc moteur par une partie rétrécie sensiblement conique suivie d'une partie allongée formant nez et canal de jonction avec la chambre de travail, ledit nez se terminant par une calotte sensiblement hémisphérique dans laquelle est pratiquée une fente. Selon une autre caractéristique importante de l'invention la fente est sensiblement rectiligne, elle a sa plus grande longueur dirigée sensiblement parallèlement au plan de jonction du bloc avec la culasse et elle est formée dans la partie inférieure du nez. Quant au piston il présente unbossage formant mur faisant saillie vers le haut, ledit mur étant dirigé sensiblement perpendiculairement au plan vertical passant par l'axe de montage de la préchambre et se trouvant en position haute du piston sensiblement en face de la fente de la pré chambre qui dirige le jet de gaz de combustion sur lui. La réalisation d'un tel moteur à partir d'un bloc moteur classique ne pose pas de difficulté technologique particulière. L'utilisation d'une fente de communication convenablement dirigée et localisée entre la préchambre et la chambre de travail du moteur, cette fente étant conjuguée à un piston convenablement conformé avec un mur qui reçoit l'impact du jet de gaz carburé procure un fonctionnement très satisfaisant du moteur. D'autres caractéristiques objets et avantages de l'invention apparattront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés illustrant un mode de mise en oeuvre. Dans ces dessins - la figure 1 est une vue en coupe faite avec arrachement partiel dans un plan passant par l'axe de l'injecteur, du porte injecteur et de la chambre de pré-combustion montée dans une culasse surmontant un bloc moteur; - la figure 2 est une vue faite avec arrachement de la pièce rapportée formant préchambre du moteur, cette vue étant faite sur cette pièce tournée de 900 autour de son axe par rapport à la position illustrée à la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus du piston utilisé;; - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe du piston faites respectivement selon les plans IV-IV et V-V de la figure 3; - la figure 6 est une vue en coupe faite selon le plan VI-VI de la figure 1 à travers l'extrémité de la pièce rapportée formant préchambre de combustion du moteur. Selon le mode de réalisation illustré un bloc moteur 1 de conception classique est surmonté d'une culasse 2 avec interposition d'un joint de culasse 3. Dans un cylindre 5 du bloc I se déplace un piston 4 qui ménage entre sa face supériure 4a la paroi du cylindre 5 et la face inférieure 2a de la culasse 2 la chambre principale ou de travail 6. Dans la position illustrée à la figure 1 la chambre 6 présente son volume minimal, le piston 4 étant au point mort haut. On remarque que le piston 4 est formé, comme il sera décrit plus en détail plus loin avec un bossage 7 formant mur faisant saillie vers le haut. Pour recevoir ce bossage 7 la culasse 2 est formée évidemment avec une partie en creux correspondante en regard 8. En 9 on aperçoit une soupape qui traverse la culasse 2 à travers un guide 10 et en Il la pipe d'admission ou d'échappement correspondante de la soupape. Conformément à l'invention l'injection de carburant se fait au moyen d'un injecteur 12 qui peut être de type classique avec une arrivée de carburant 13, un retour 14 et assurant l'injection comme schématisée en 15 de la quantité désirée de carburant. L'injecteur 12 est monté dans un porte injecteur 16 qui est lui-même reçu dans une pièce 17 formant intérieurement la préchambre 18 dthMEizmatkn et de combustion qui communique avec la chambre 6 par une fente 19. La pièce 17 est montée rapportée dans la culasse dans un orifice 20 convenablement conformé et qui est prévu sensiblement à l'emplacement occupé normalement par les bougies d'allumage. On remarque cependant que l'angle i que forme l'axe de montage de l'injecteur 12,du porte injecteur 16 et de la pièce 17 avec le plan de jonction du bloc 1 avec la culasse 2 est très incliné, l'angle o( étant compris de préférence entre 10 et 300 environ. L'étanchéité du montage de la pièce 17 dans l'orifice 20 est assurée par la prévision d'un joint 22 avantageusement en cuivre. Ce joint est monté entre une partie conique 17a de rétrécissement avancéede la pièce 17 et porte contre une partie conforme conique formant siège 20a de l'orifice 20. L'ensemble de l'injecteur 12, du porte injecteur 16 et de la pièce 17 est maintenu en place dans l'orifice 20 par une bride de montage 23 venant s'appuyer par une rondelle 24 contre l'écrou d'assemblage 25 de l'injecteur 12. La bride de montage est fixée par tout moyen approprié (non représenté) sur la culasse 2. Pour assurer le refroidissement de la pièce 17 et du porte injecteur 16 un jeu est ménagé entre le logement 20 de la culasse 2 qui reçoit le porte injecteur 16 formant entre le porte injecteur 16 et la partie adjacente de la pièce 17 une chambre de refroidissement 26 parcourue par de l'eau de refroidissement du moteur amenée par un canal 27 de communication avec l'espace refroidi 28 du bloc moteur l. Un orifice 29 formé à travers le joint de culasse 3 permet le passage de l'eau et sa circulation selon les flèches F dans la chambre 26. L'eau de refroidissement est évacuée par un canal 30 qui communique (non représenté) avec le circuit de refroidissement 31 de la culasse. Deux joints toriques 32, 33 assurent l'étanchéité de la chambre 26 formée dans l'orifice 20. Des ailettes de refrddissement 34 sont formées sur le porte injecteur 16 et en amélionntle refroidissement. Comme il apparaît par comparaison des figures 1,2 et 6 la préchambre 18 formée dans la pièce 17 a une forme sensiblement en doigt de gant se terminant en direction bloc moteur par une partie rétrécie sensiblement conique 17a suivie d'une partie allongée 17b formant nez et canal de Jonction avec la chambre de travail 10. Ledit nez se termine par une calotte sensiblement hémisphérique 17c dans laquelle est pratiquée la fente 19. Cette fente a sa plus grande longueur dirigée sensiblement parallèlement au plan de jonction du bloc avec la culasse et elle est formée dans la partie inférieure du nez. Pour des raisons de commodité de la description on suppose que le bloc moteur est disposé verticalement avec la partie inférieure correspondant au bas de la figure 1 et la partie supérieure correspondant au haut de cette même figure faite en coupe dans le plan vertical V (figure 6). Comme il apparait à la figure 2 la fente 19 est formée en s'élargissant d'un angle P de l'intérieur vers l'extérieur. En outre, de façon en soi connues est prévu en 36 monté dans destrifices 35 de la pièce 17 un barreau en acier. Comme il apparait plus clairement aux figures 3 à 5, le piston est conformé avec un bossage 7 formant mur faisant saillie vers le haut, ledit mur étant dirigé sensiblement perpendiculairement au plan vertical passant par l'axe 21 de montage de l'injecteur. Les dispositions relatives du mur et du débouché de la fente 19 sont ainsi choisies qu'en position haute du piston comme illustré à la figure 1 ce mur se trouve sensiblement en face de lente de la préchambre qui dirige le jet de gaz de combustion sur lui. Du fait de l'angle ss de dispersion de la fente 19 le jet est réparti sur toute la largeur du piston. Deux saignées 37, 38 sont formées dans le mur 7 allant en divergeant lTune par rapport à l'autre d'un angle t qui peut être par exemple de l'ordre de 30 à 450. En outre des formes en creux et en relief variant progressivement comme il apparait aux figures 3 à 5 créent à la surface du piston 4 un profil particulier. On décrira maintenant brièvement le fonctionnement du moteur. L'injecteur 12 injecte au moment approprié et de façon classique du carburant dans la préchambre de combustion 18. Le jet de carburant heurte le barreau 36 dont l'objet est de créer une turbulence afin dtassurer l'homogénéité du mélange et de créer un point chaud d'allumage dans la préchambre. On remarquera que le barreau est orienté sensiblement orthogonalement à la direction longitudinale donnée à la fente 19. Ceci est favorable et renforce l'homogénéité et la puissance d'éjection du jet de la préchambre 18 à la chambre 6. Le mélange qui s'est allumé parfait son homogénéité en étant précipité contre le mur 7 du piston 4, les saignées 37,38 et la surface particulière en creux et bombé du piston assurant une bonne combustion complète du mélange favorable au bon rendement de fonctionnenent du moteur. Le fait de conformer la chambre 18 au moyen d'une pièce rapportée 17 facilite l'usez et permet éventuellement un échange standard de la préchambre. Quant au bloc moteur 1 il peut être de tout type classique utilisé dans les moteurs à allumage commandé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limité au mode réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple, l'invention comprenant tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont realisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne du type diesel à préchambre d'injection et d'auksX mmation olrDnt}Ertpsruncanal de section réduite avec la chambre de travail et de combustion proprement dite du moteur, caractérisé en ce qu'utilisant un bloc analogue à celui d'un moteur classique à allumage commandé ladite préchambre est montée rapportée dans la culasse sensiblement à l'emplacement occupé normalement par les bougies d'allumage et elle reçoit à son tour le porte injecteur et son injecteur de carburant. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite préchambre, le porte injecteur et l'injecteur ont leur axe de montage dans la culasse très incliné par rapport au plan de jonction du bloc avec la culasse. 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle formé entre ledit axe de montage et le plan de jonction du bloc avec la culasse est compris entre 100 et 300 environ. 4. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite préchambre a une forme sensiblement en doigt de gant se terminant en direction bloc moteur par une partie rétrécie sensiblement conique suivie d'une partie allongée formant nez et canal de jonction avec la chambre de travail. 5. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit nez se termine par une calotte sensiblement hémisphérique dans laquelle est pratiquée une fente. 6. Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite fente est sensiblement rectiligne, elle a sa plus grande longueur dirigée sensiblement parallèlement au plan de jonction du bloc avec la culasse et elle est formée dans la partie inférieure dudit nez. 7. Moteur selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que ladite fente est formée en s'élargissant de l'intérieur vers l'extérieur. 8. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston présente un bossage formant mur faisant saillie vers le haut et la culasse présente une partie en creux correspondante, ledit mur étant dirigé sensiblement perpendiculairement au plan vertical passant par l'axe de montage de la préchambre, du porte injecteur et de l'injecteur, et se trouve en position haute du piston sensiblement en face de la fente de la pré chambre qui dirige le jet de gaz de combustion sur lui. 9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins une et de préférence deux saignées allant en divergeant ltre par rapport à l'autre sont formées dans ledit mur. 10. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint, par exemple en cuivre, assure la jonction étanche de la préchambre dans la culasse dans la partie conique de rétrécissement avancée de la paroi de la préchambre qui porte contre une partie conforme conique formant siège de la culasse. 11. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un jeu est ménagé entre le logement de la culasse qui reçoit le porte injecteur formant entre le porte injecteur et la partie adjacente de la préchambre une chambre de refroidissement parcourue par de l'eau de refroidissement du moteur amenée par un canal de communication avec l'espace refroidi du bloc moteur. 12. Moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le porte injecteur est formé avec des ailettes extérieures refroidies par l'eau de refroidissement circulant dans ladite chambre de refroidissement. 13. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu dans ladite préchambre au moins un barreau de pulvérisation, vaporisation et allumage du mélange carburant qui y est préforme. 14. Moteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit barreau est orientée sensiblement orthogonalement à la direction longitudinale de ladite fente.