Brevet FR2478735A1 — publié le 19810925

La présente invention concerne en général les moteurs à combustion interne et en particulier des antichambres de combustion à volume variable pour moteurs du type Diesel ou analogue. Ltépuisement progressif des réserves mondiales en pétrole rend de plus en plus intéressante 1sutilisation de moteurs du typeDiesel au lieu des autres moteurs à combustion interne. En revanche, la forte proportion de particules solides, dRoxydes de carbone et d'azote que contiennent les gaz d'échappement de ces moteurs Diesel présente de sérieux inconvénients en ce qui concerne la pollution de l'atmosphère. Mais aucune des tentatives effectuées jusqu'ici pour remédier à ce dernier inconvénient ne s'est montrée tout à fait satisfaisante et l'on recherche donc encore une solution à ce problème. La présente invention concerne un procédé et un moyen d'éviter les inconvénients précités en réduisant beaucoup les polluants que contiennent les gaz d'échappement des moteurs du type diesel. La solution retenue en l'occurence consiste de préférence à faire varier, en fonction des variations de la puissance ou du travail demandé à un moteur Diesel,le volume de son antichambre de combustion, ce qui a pour effet de beaucoup améliorer le rendement de la combustion du mélange et par conséquent de réduire au minimum les polluants indésirables que contiennent les gaz d'échappement. La présente invention concerne donc en général le perfectionnement des moteurs du type Diesel, et en particulier un procédé et un moyen pour améliorer le rendement dans les moteurs de ce type et réduire ainsi les polluants indésirables que contiennent leurs gaz d'échappement. Pour parvenir à ces résultats, 17invention consiste à faire varier, en fonction du travail ou de la puissance demandé au moteur en question le volume de son antichambre de combustion. Lginvention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une coupe verticale d'une partie d'un moteur diesel selon l'invention. Cette figure représente l'un 6 des cylindres d'un moteur2 du type Diesel, cylindre dans lequel va et vient un piston 4 dont la bielle 8 est reliée à un vilebrequin (non représenté j. La culasse de ce cylindre 6 forme une antichambre de combustion 10 qu'un conduit 12 fait communiquer avec le cylindre 6. Ce conduit 12 est orienté tangentiellement à la paroi de l'antichambre de combustion 10, et il débouche obliquement dans le cylindre 6. Un injecteur 14, qui fait saillie dans l'antichambre de combustion 10, y projette de façon prédéterminée du carburant provenant d'une source convenable (non représentée ). Une bougie d'allumage 16 fait aussi saillie dans l'antichambre de combustion 10 afin d'y enflammer de façon classique le carburant qu'elle contient.Une soupape 18 logée dans une lumière convenable 20 de la paroi du cylindre 6 permet d'y faire entrer de l'air pendant la course d'aspiration du piston 4 et d'en faire sortir les gaz par le piston au cours de sa course d'échappement. Un cylindre auxiliaire 22 forme la partie fixe de l'antichambre de combustion 10. Ce cylindre contient un piston auxiliaire 24 dont la face 26 constitue la paroi mobile de l'antichambre. Cette face 26 peut être concave, comme le montrent le pointillé 28, afin d'augmenter la turbulence de l'écoulement du gaz dans l'antichambre de combustion 10. La tige 30 de ce piston 24 sert à régler la position de ce dernier en fonction la charge du moteur, ce que détermine un régulateur convenable 32. Pendant la course d'aspiration du piston principal 4, la soupape 18 stouvre en permettant à l'air de pénétrer dans le cylindre 6, puis elle se ferme pendant la course de compression dudit piston 4 qui chasse cet air dans le conduit 12 de façon à le faire entrer dans l'antichambre 10 tangentiellement à sa paroi et par conséquent à le faire tourbillonner dans cette dernière. A l'instant convenable, l'injecteur 14 débite dans l'antichambre 10 une quantité prédéterminée de carburant qui se mélange à l'air provenant du cylindre 6. La bougie d'allumage 16 enflamme alors ce mélange. Le régulateur 32 positionne le piston 24 par l"intermédiaire de sa tige 30, de façon à régler le volume de l'antichambre de combustion 10 en fonction de la charge du moteur 2 et de façon à assurer la combustion d'un mélange riche en carburant. Cette combustion d'un mélange riche en carburant a pour effet de réduire la température de la flamme et donc d'augmenter la longévité des éléments de l'antichambre de combustion 10. Simultanément, elle provoque la détente du mélange air-carburant qui passe par le conduit 12 dans le cylindre principal 6 et chasse vers le bas le piston 4 qui exécute ainsi la course de travail. Simultanément, le mélange enflammé qui sort de ltantichambre de combustion 10 se mêle à l'air supplémentaire que contient le cylindre 6 pour assurer la combustion d'un mélange riche en air qui réduit la quantité produite de particules solides et d'oxydes de carbone ou d'azote. Le conduit 12 qui débouche obliquement dans le cylindre 6, a pour effet d'améliorer cette combustion secondaire, en faisant tourbillonner le mélange air-carburant enflammé délivré par l'antichambre 10 et en favorisant le brassage avec l'air supplémentaire que contient le cylindre 6. I1 va-de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au moteur et au procédé décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS '.Moteur Diesel, caractérisé en ce quril comporte un cylindre (6), dans lequel va et vient un piston (4), communiquant avec une antichambre de combustion (10) dont un mécanisme permet de faire varier le volume en fonction des variations de la charge du moteur. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un cylindre auxiliaire (22) délimite partiellement l'antichambre de combustion (10) dans laquelle ledit mécanisme déplace un piston auxiliaire (24) de façon à déterminer son volume. 3. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antichambre de combustion (10) communique avec le cylindre principal (6) par un conduit (12) qui débouche dans la chambre (10) tangentiellement à sa paroi et obliquement dans le cylindre (6). 4. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face (28) du piston auxiliaire (24) est concave. 5. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme comprend un régulateur (32) qui, sensible aux variations de la charge du moteur, lui fait régler en conséquence la position du piston auxiliaire (24). 6. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mécanisme détermine le volume de l'antichambre de combustion (10) de façon à y assurer la combustion d'un mélange riche en carburant. 7. Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur Diesel dont chaque cylindre (6) communique avec une antichambre de combustion (10), procédé caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier, en fonction de la charge du moteur, le volume de cette antichambre (10) afin d'y assurer la combustion d'un mélange riche en carburant, puis à faire se détendre le produit de cette combustion dans le cylindre proncipal (6) où il se mélange à l'air que contient ce dernier de façon à y assurer la combustion d'un mélange riche en air.