Brevet FR2524548A1 — publié le 19831007

Chambre de combustion pour moteur diesel. La présente invention est relative à un moteur diesel et vise plus particulièrement une chambre de combustion pour ce moteur. Dans les moteurs diesel t une bonne combustion nécessite une turbulence importante de l'air admis dans le cylindre En effet, on cherche à utiliser au maximum la turbulence de l'air pour améliorer l'homogénéité du mélange, donc de la combustion. Pour parvenir à ce résultat, il est connu d'aménager des cavités dans le piston ou de donner des formes spéciales aux culasses. Cette turbulence est réalisée habituellement - soit dans une préchambre où un canal tangentiel de liaison avec le cylindre introduit un mouvement d'air très énergique avant l'injection du carburant dans la préchambre - soit par des dispositions particulières de l'admission et éven tuellement de l'échappement dans le cas de l'injection directe. On peut citer par exemple, la disposition en forme de spirale des tubulures d'admission dans la culasse d'un moteur 4 temps pour donner à la colonne d'air un mouvement tourbillonnaire lors de l'aspiration. On peut citer également la disposition dite à balayage équicourant" (sens unique) dans le moteur 2 temps, dans laquelle les lumières tangentielles d'admission débouchent au niveau du Point Mort Bas (PMB) du piston et donnent un mouvement hélicoidal à l'air introduit, et les soupapes d'échappement se trouvent dans la culasse. Lorsqu'il s'agit d'un moteur diesel 2 temps1 qui comprend des lumières d'admission et d'échappement débouchant au niveau du PMB avec un balayage dit "en boucle", la réalisation d'une turbulence importante s'avère difficile par une disposition particulière des conduits dans le cas de l'injection directe. L'invention se propose donc d'augmenter la turbulence dans une chambre de combustion d'un moteur diesel par des artifices particuliers. A cet effet, et suivant une caractéristique de l'invention, la cavité de la tête de piston, délimitant avec la culasse une chambre de combustion, est ménagée dans une protubérance axiale qui présente au moins un évidement supplémentaire formé à la périphérie de celle-ci, débouchant tangentiellement dans la chambre de combustion et se raccordant à la face supérieure du piston. Cette disposition générale permet d'obtenir une forte turbulence et présente l'avantage d'une combustion homogène carburant-comburant, donc d'un meilleur rendement thermodynamique du moteur. On exposera la présente invention à l'aide de deux modes de réalisation de la chambre de combustion, puis à titre illustratif et nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un moteur diesel 2 temps à lumières à balayage en boucle - la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un moteur diesel 2 temps à balayage en boucle montrant unnode de réalisation d'une chambre de combustion conforme à l'inven tion - la figure 3 est une vue de dessus du piston représenté à la figure 2 - la figure 4 analogue à la figure 2 montre un deuxième mode de réalisation d'une chambre de combustion conforme à l'invention - la figure 5 est une vue de dessus du piston représenté à la figure 4. Le moteur diesel 2 temps, illustré à la figure 1, comprend essentiellement un piston 1, un cylindre 2 comportant des lumières d'échappement 3 et d'admission 4, 5 et 6, et une culasse 7 munie d'une chambre de combustion ouverte 8 et d'un injecteur 9. Le piston représenté aux figures 2 et 3 comporte à sa partie supérieure une protubérance 12 dans laquelle sont ménagés une cavité axiale 13 de forme courante et un évidement 10. Cet évidement est formé à la périphérie de la protubérance 12 de façon à déboucher tangentiellement dans une chambre de combustion asymétrique 8 et à se raccorder à la face supérieure 14 du piston 1. L'axe d'injection est excentré de façon connue en soi, par rapport à l'axe de la chambre 8, comme dans les moteursàpréchambre. La chambre de combustion représentée à la figure 4 diffère essentiellement de celle représentée à la figure 2 en ce qu'elle est symétrique et en ce que la protubérance 12 présente deux évidements tangentiels 15 et 19 au lieu d'un seul. L'injecteur 15 se trouve dans l'axe de la chambre de combustion. et du piston. Le piston précédemment décrit coopère avec la culasse 7 pour constituer une chambre de combustion 8 dans laquelle une forte turbulence est engendrée de la manière suivante. Suivant le premier mode de réalisation illustré aux figures 2 et 3, l'évidement 10 se raccordant à la face supérieure 14 du piston 1 et débouchant tangentiellement dans la chambre 8 joue le rôle d'un canal tangentiel d'une préchambre classique. Lorsque le piston 1 est au point mort haut, la chambre de combustion 8 présente ainsi une forme susceptible de donner un mouvement d'air analogue à celui-donné par une préchambre classique. La turbulence obtenue est schématisée par la flèche 16. La protubérance 12 s'élève au-dessus de la face supérieure 14 du piston 1 d'une distance suffisante pour assurer la turbulence recherchée au moment de l'injection du carburant ; cette distance doit toutefois être la plus faible possible de façon à limiter les pertes de charges dues au pseudo-canal 10. Ces pertes de charge sont maxima quand le piston est au Point Mort Haut (PMH), mais diminuent très rapidement lorsque le piston s'éloigne du PMII. Pour obtenir une meilleure isolation thermique favorable à une bonne combustion, au démarrage et à une réduction des fumées et autres émissions polluantes, la protubérance 12 peut être réalisée en un matériau isolant, par exemple en acier réfractaire ou en céramique. Cette protubérance peut être ensuite fixée au corps du piston 1 en alliage léger par des techniques connues. Un mouvement tourbillonnaire sensiblement symétrique autour de l'axe commun du piston 1 de la chambre de combustion 8 et de l'injecteur 15 peut être obtenu lors de la remontée du piston vers le point mort haut en ménageant deux évidements tangentiels séparés 18 et 19 qui forment alors deux pseudo-canaux tangentiels d'une préchambre classique de combustion (figures 4 et 5). Dans ce cas, l'injecteur 15 peut être disposé dans l'axe de la chambre 8. D'autres configurations du ou des évidements tangentiels assurant la turbulence dans la chambre de combustion peuvent être envisagées sans pour cela sortir du cadre de la disposition générale conforme à l'invention. Enfin, si cette disposition s'applique particulièrement aux moteurs diesel 2temps tout lumières, elle peut néanmoins être envisagée pour les autres types de moteurs diesel 4 temps et 2 temps à soupapes. REVENDICATIONS 1. Chambre due combustion pour moteur diesel , du type délimitée par une culasse et une tête de piston munie d'une cavité, caractérisée en ce que la cavité (13) de la tête de piston (1) est ménagée dans une protubérance axiale (12) et que cette dernière présente au moins un évidement supplémentaire (10) formé à sa périphérie et qui débouche tangentiellement dans la chambre de combustion (8) et se raccorde à la face supérieure (14) du piston. 2. Chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux évidements tangentiels (18 et 19) ne communiquant pas entre eux, sont associés à la cavité (13) dans la protubérance axiale (12) du piston. 3. Chambre de combustion selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la protubérance (12) est réalisée en un matériau isolant, notamment en acier réfractaire ou en céramique. 4. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la hauteur de la partie de la protubérance (12), située au-dessus de la face (14) du piston (1), est suffisante pour assurer la turbulence recherchée au moment de l'injection du carburant1 tout en étant la plus faible possible de façon à limiter les pertes de charge dues à ou aux évidements) (10 ; 18 et 19) formant des pseudo-canaux, ces pertes de charge étant maxima quand le piston est au Point Mort Haut mais diminuant très rapidement lorsque le piston s'éloigne du Point Mort Haut.