Brevet FR2482195A1 — publié le 19811113

L'invention concerne un moteur à combustion interne comportant des chambrss de combustion principales reliée chacune par au moins Wil canal de propagation à une chambre de combustion ausiliaire,- dans laquelle est disposée une soupape d'injection de carburant et dans la paroi de laquelle, au moins dans la zone soumise à ltaction du carburant délivré par la soupape d'injectionest monté un tube échangeur de chaleur, qui se trouve placé entre la surface de cette partie de paroi et des éléments du moteur qui sont refroidis Dans une installation connue de ce genre (DE OS 27 51 156) il peut arriver que, dans la zone de charge partielle inférieure, la production de chaleur dans la chambre de combustion auxiliaire n'est pas assez grande pour amener les parois à la température de fonctionnement optimale malgré ltexi9tence d'un tube échangeur de chaleur. En particulier lorsqu'on ne fait fonctionner le moteur, après le démarrage, que dans la zone de charge partielle inférieure, échauffement des parois de la chambre de combustion auxiliaire ne peut s'effectuer que lentement. Cela est valable particulierement aussi pour la zone de la chambre auxiliaire dans laquelle le carburan injecté jaillit de façon intensive et ou une vaporisation du carburant injecté 9 doit être obtenue. L'invention concerne, en vue d'éviter ces inconvénients, un agencement du moteur à combustion interne du type indiqué qui est caractérisé en ce queJdans la zone soumise à l'action du carburant injecté, sur la surface de paroi de la chambre de combustion auxiliaire, est placé un corps de céramique à paroi mince, adapté à la surface de la paroi, et qui comporte un dispositif chauffant électrique. Un tel agancement présente vis-à-vis des réalisations connues lXavantage que, rapidement et même pendant le démarrage et dans la zone de charge partielle inférieure, 1. se produit un prompt échauffement de la partie des parois de 1 chambre de combustion auxiliaire sur laquelle agit le carburas injecté. Le maintien de la température des parois optimales, uniformes, dans la chambre auxiliaire, dans toutes les zones d fonctionnement du moteur, permet de réduire le rapport de com- pression dans le cas de moteur à combustion interne à compris dalr2 ce qui donne la possibilité dVobtenir une consommation redite dc carburant Des moyens qui seront indiqués dans la suite permettent de réaliser des modes d'agencement avantageux et perfectionnements de la solution définie ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à laide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique montrant un premier exemple de réalisation d'une chambre de combustion auxiliaire, - la figure 2 est une vue de dessus montrant un mode de réalisation donnée à un corps de céramique se plaçant sur la surface de paroi de la chambre de combustion auxiliaire. L'exemple de réalisation dont il s'agit ici est représenté par une coupe partielle d'un moteur à combustion interne à piston alternatif. On y voit un piston 1 qui enferme une chambre de combustion principale 4 dans un cylindre 3 fermé sur sa face frontale par une culasse 2. Cette chambre de combustion principale 4 est reliée par un canal de liaison 5 à une chambre de combustion auxiliaire 6. Ceale-ci est disposée dans la culasse et présente des parois 7 contigues à une source de refroidissement conduite vers des chambres de refroidissement 9 du moteur. A l'extrémité située à l'opposé de l'entrée du canal de propagation 5, on a monté dans la chambre auxiliaire 6 une soupape d'injection de carburant 11, dont le ou les jets d'injection -sont dirigés à peu près tangentiellement sur la partie située du côté du canal de propagation7 de la chambre de combustion auxiliaire sensiblement en forme de globe. La partie de paroi correspondante 10 se trouve sur une pièce intercalaire 12 en forme de tasse, qui entoure à peu près la moitié, c8té chambre de combustion principale, du volume de la chambre auxiliaire et qui présente en son fond le canal 5 débouchant tangentiellement. Dans la paroi de la pièce intercalaire 12 en forme de tasse on a monté un tube échangeur de chaleur 13.L'une des parois de ce tube échangeur de chaleur 13 est rQlisée en épaisseur très mince, en ce qui concerne la paroi de la chambre de combustion à température régulée 14 et paroi contigue à la chambre de combustion auxiliaire, tandis que les autres parois contigues chaudes 15 sont en contact avec les parois refroidies 7. Le tube échangeur de chaleur 13 est consti1 de manière usuelles de telle sorte qu'une structure capillaire se trouve prévue sur ses parois. Cette structure capillaire peut être obtenue en la prévoyant sous forme de garniture intérieure ou bien en réalisant la paroi ellezmême avec une structure poreuse ou striée , au moins les capillaires de cette structure sont alors remplis d'un agent susceptible de se vaporiser à une température prédéterminée , comme le lithium et le sodium. La température de vaporisation de l'admission donne le point de mise en action du tube échangeur de chaleur en tantqu'agent servant à son évacuation hors de la chambre de combustion auxiliaire.Tant que le tube échangeur de chaleur reste froid, il a un effet isolant et empêche la dissipation de chaleur à parti3 des parois de la chambre auxiliaire. D2autre part, sur-la partie de paroi sur laquelle agit le carburant injecté, on a placé un corps de cérat mique 17 à paroi mince, adapté à la surface de cette partie de parti 10 ; la figure 2 montre en vue de dessus ce corps de céramique. Celuiwci présente à peu près la forme d'une aube et comporte, sur sa surface dirigée dans intérieur de la chambre de combustion auxiliaire 6, un conducteur chauffant 18 s'étendrai en forme de méandre. Pour maintenir en position fixe le corps d céramique 17, la pièce intercalaire 12 présente à l'endroit de son bord supérieur, un évidement 19g dans leque-l est engage un appendice 20 faisant saillie du bord supérieur du corps de céramique 17.Cet appendice guide les raccordements 21 et 22 du conducteur chauffant vers ltexterieur, où ils sont reliés à une source de courant 23. Le conducteur chauffant 18 peut être cons titué avantageusement par un matériau à action catalytique et présente une caractéristique de-résistance à la température du matériau utilisé. De cette manière on a la possibilité de maintenir de façon très simple la température en surface du corps de céramique au niveau désiré. On peut cependant aussi commander le chauffage du corps de'céramique au moyen d'un dispositif de réglage 24. On peut alors prendre en considératio des paramètres de fonctionnement ayant une influence sur la production de chaleur dans la chambre de combustion auxiliaire C'est le cas de valeurs de commande telles que la vitesse de rotation, le débit d'injection de carburant ou la charge, ou bien la température de l'air frais aspiré. Grâce au fait que la pièce intercalaire 12 prévue, de façon usuelle, pour former une chambre de combustion auxiliaire, est munie d'un tube échangeur de chaleur, les parois 10 de cette chambre quiwreçoit les jets de carburant de la soupape dtinjectionvse trouvent à une température réglée. Lors du démarrage à froid le tube échangeur de chaleur 13 sert alors d'isolation, de la paroi de chambre de combustion à température réglée, à ltégard des parois refroidies 7. En conséquence la très mince paroi de délimitation 14 peut rapidement s'échauffer et atteindre la température à laquelle le carburant injecté peut se vaporiser dans les conditions optimales, sans que puisse se produire une destruction de la surface sous l'effet de la chaleur ou bien une cokéfaction du carburant.La surchauffe est empêchée grâce à la conductibilité particulièrement bonne du tube échangeur de chaleur. Qlui-ci réagit en outre très rapidement à l'égard des variations de température. Le corps de céramique placé en plus permet d'autre part datteindre ddjà,la température de paroi optimale très rapidement après'le démarrage du moteur et dans sa zone de charge partielle inférieure. On peut par suite maintenir dans presque toutes les zones de fonctionnement une température optimale de la paroi de la chambre de combustion. Il est en outre possible ainsi d'abaisser le rapport de compression - notamment dans le cas de moteurs à combustion interne à compression d'air par exemple de = 22-24-à = 16-18. Cela permet de réaliser aussi une réduction de la consommation de carburant. REVENDI CTI ONS 1.- Moteur à combustion interne comportant des chambres de combustion principales reliées chacune par au moins un canal de propagation à une chambre de combustion auxiliaire, dans laquelle le carburant est injecté par la soupape d jection et dans la paroi de'laquelle, au moins dans la zone soumise à l'action du carburant délivré par la soupape dtinjection, est monté un tube échangeur de chaleur, qui se trouve placé entre la surface de cette partie de paroi et des éléments du moteur qui sont refroidis, motaur caractérisé en ce Que, dan la zone soumise à l'action du carburant injecté, sur la surface de paroi (10) de la chambre de combustion auxiliaire, est placé un corps de céramique (17) à paroi mince, adapté à la surface de la paroi (10), et qui comporte un dispositif chauffant électrique (18). 2.- Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage est constitué par un conducteur chauffant (18). appliqué en forme de méandre sur la surface, 3. Moteur selon la revendication 2, carat térisé en ce que le conducteur chauffant a en plus une activait catalytique. 4.- Moteur selon la revendication 2, cara taris en ce que le conducteur chauffant est constitué par un matériau de résistance à coefficient positif de température. 5.- Moteur selon l'une ou l'autre des rev dications 2 et 3, caractérisé en ce que la puissance calorifiq du dispositif chauffant se commande en fonction de paramètres de fonctionnement ayant une influence sur la production de chaleur dans la chambre de combustion auxiliaire (6)s tels que tesse de rotationS débit d'injection de carburant ou températu de l'air dwaspiration. 6.- Moteur selon l'une quelconque des reu dications 2 à 4, caractérisé en ce que la chambre de combustic auxiliaire (6) est formée du c8té de la chambre de combustion principale, par une pièce intercalaire (12) s'insérant dans lc culasse (2) du moteur, pièce intercalaire dans les parois de laquelle est monté un tube échangeur de chaleur (13) et dont face inférieure est garnie en partie par un corps de céramique (17.