Brevet FR2539816A1 — publié le 19840727

L'invention concerne un moteur à combustion interne à auto-allumage comportant une chambre de combus- tion de piston à symétrie de révolution, qui possède une paroi latérale conique et dans laquelle l'ouverture d'ad- mission possède un diamètre inférieur au diamètre maxi- mal de la chambre de combustion de piston, et dans laquelle le col de l'ouverture d'admission est formé par un col- let continu faisant saillie radialement vers l'intérieur et la transition entre la paroi latérale et la face inté- rieure du collet est formée par un arrondi d'un certain rayonjet-comportant un injecteur à jets multiples réali- sant, dans la chambre de combustion de piston, une injec- tion mouillant la paroi latérale. La demande de brevet allemand publiée sous le N O 31 15 933 a fait connaître un moteur à combustion interne à auto-allumage du type indiqué plus haut compor- tant une chambre de combustion de piston à symétrie de révolution, qui possède une paroi latérale conique et dans laquelle une ouverture d'admission est d'un diamè- tre inférieur au diamètre maximum de la chambre de com- bustion de piston En outre, il est prévu un injecteur à 3 trous, situé en position excentrée, réalisant une injection mouillant la paroi à l'intérieur de la cham- bre de combustion de piston et dont les jets de carbu- rant rencontrent la paroi latérale en étant approxima- tivement dans une position centrée dans un plan Sur le col de l'ouverture d'admission se trouve disposé un col- let qui forme une transition discontinue avec l'ouvertu- re d'admission et provoque, dans cette zone, la forma- tion de tourbillons aui s'opposent au carbu- rant mouillant la paroi et montant en direction de l'ou- verture d'admission et empêchent dans une certaine mesure une sortie de ce carburant hors de la chambre de combus- tion de piston Afin d'éviter un mouillage du fond de la chambre de combustion de piston par du carburant encore liquide, ce moteur à combustion interne comporte en outre, dans la zone de transition entre la paroi latérale et le fond de la chambre de combustion de piston, un rebord an- nulaire continu faisant saillie en forme de pointe en coupe transversale Ce moteur à combustion interne sa- tisfait au moins partiellement aux caractéristiques se- lon lesquelles le rayon de l'arrondi forriant la tran- sition entre la paroi latérale et la face intérieure au collet varie entre plus de 3 mm et 5 mm et le rayon de l'arrondi formant la transition entre la paroi latérale et le fond de la chambre de combustion de piston possè- de une valeur allant de plus de 5 mm jusqu'à 6 mm. La présente invention a pour but de réaliser un moteur à combustion interne du type indiqué plus haut de telle sorte que le carburant injecté dans la chambre de combustion de piston et mouillant sa paroi intérieure soit retenu de façon optimale dans la chambre de combus- tion de piston. Ce problème est résolu conformément à l'in- vention grâce à la combinaison des caractéristiques sui- vantes connues partiellement en elles-mêmes: a) l'injecteur à jets multiples est un in- jecteur à 4 trous, qui est disposé de façon excentrée par rapport à la chambre de combustion de piston,avec une excentration atteignant jusqu'à 0,25 fois le diamètre du piston, et dont les jets de carburant rencontrent la paroi latérale selon un plan et approximativement en son milieu, en étant répartis uniformément sur la périphérie; b) le diamètre de l'ouverture d'admission est compris entre 0,45 et 0,5 fois le diamètre du pis- ton et la hauteur de l'ouverture d'admission est compri- se entre 0,13 et 0,22 fois la profondeur de la chambre de combustion de piston; - c) la profondeur de la chambre de combus- tion de piston est comprise entre 0,20 et 0,25 fois le diamètre du piston;- d) le rayon de l'arrondi formant la transi- tion de la paroi latérale à la face intérieure du collet varie entre plus de 3 mm et 5 mm; e) la transition de la paroi latérale au fond de la chambre de combustion de piston s'effectue avec un arrondi de transition possédant un rayon com- pris entre plus de 5 mm et 6 mm, f) la transition de l'ouverture d'admission à la tête de piston s'effectue avec un arrondi de transi- tion possédant un rayon-compris entre 1 mm et 3 mm. D'autres caractéristiques ressortiront avan- tageusement de la description qui va suivre - La réalisation conforme à l'invention de l'au- ge ou chambre de combustion de piston et l'utilisation d'un injecteur à quatre trousentraine une répartition op- timale du carburant dans l'air, ce qui permet d'améliorer fortement les gaz d'échappement, notamment les fumées des moteurs diesel et les oxydes d'azote Par suite de la présence du collet continu saillant réalisé avec une forme appropriée, le carburant est projeté approximati- vement d'une manière centréeselon un plan et avec une répartition uniforme réalisée par l'injecteur à 4 trous sur le pourtour de la chambre de combustion du piston, et le carburant non liquide atteignant la partie hau- te de la paroi latérale est retrrp ou est renvoyé selon un plan approximativement horizontal Ce renvoi provo- que une accumulation des particules de carburant mouillant la paroi de sorte qu'un temps suffisant est disponible pour un tourbillonnement des particules de carburant vaporisées avec le mélange air-carburant pas- sant à proximité en raison d'un écoulement d'échappe- ment par pression. L'arête vive formée au niveau de la tran- sition entre le collet et l'ouverture d'admission favo- rise le décollement des particules de carburant En ou- tre il se forme un tourbillon dirigé en sens opposé de l'écoulement général et qui s'oppose au car- burant mouillant la paroi et montant vers le haut le long de la paroi latérale de la chambre de combustion de piston, décolle ce carburant de la paroi latérale et l'insère dans l'écoulement général La meilleure formation du mélange et la meilleure combustion du car- 1 burant, qui en résultent,entrainent outre l'améliora- tion indiquée ci-dessus de l'émission des gaz d'échap- pement, également une réduction de là consommation de carburant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une coupe partielle d'un piston comportant un dispositif à injecteur prise suivant la ligne I-I de la fiqure 2; et la figure 2 représente une vue en plan du piston muni du dispositif à injecteur. Un piston désigné par la référence 1 compor- te, dans sa tête 2, une auge ou chambre de combus- tion de piston 3 à symétrie de révolution, dont la paroi la- térale 4 possède une conicité dont l'anale X pris entre environ 70 et 150 et dans laquelle le diamètre de l'ouverture d'admission 5 est inférieur au diamètre maximal de la chambre de combustion de piston 3 Le col de l'ouverture d'admission 5 est formé par un collet con- tinu 6 faisant saillie radialement vers l'intérieur et dont la face intérieure 7 est reliée à la-paroi latéra- le 4 par un arrondi de transition dont -le rayon 8 possède une valeur située approximativement entre plus de 3 mm et 5 mm La transition de la face intérieure 7 du collet 6 à l'ou- verture d'admission 3 est réalisée par une arête vive 9, la transition de l'ouverture d'admission 3 avec la tête 2 du piston est réalisée avec un arrondi dont le rayon est compris entre environ 1 mm et 3 mm et la transi- tion de la paroi latérale 4 au fond 12 de la chambre de combustion de piston est réalisée avec un arrondi dont le rayon est compris entre environ 4 mm et 6 mm Le diamè- tre 13 de l'ouverture d'admission 5 égale approxima- tivement entre 0,45 et 0,5 fois le diamètre 14 du pis- ton, la hauteur de l'ouverture d'admission 15 est com- prise entre 0,13 et 0,22 fois la profondeur 16 de la chambre de combustion de piston et cette profondeur 16 est comprise approximativement entre 0,20 et 0,25 fois le diamètre 14 du piston Le carburant est injecté dans la chambre de combustion de piston 3 au moyen d'un in- jecteur à quatre trous 17 qui est disposé en étant excentré par rapport à la chambre de combustion de pis- ton 3 approximativement avec une excentration 22 com- prise entre une valeur supérieure à O fois et 0,2 fois le diamètre 14 du piston et dont les jets de carburant 18, 19, 20 et 21 rencontrent la paroi latérale 4 centralement, selon un plan, en étant répartis unifor- mément sur le pourtour. REVENDICATIONS. 1 Moteur à combustion interne à auto- allumage comportant une chambre de combustion de piston ( 3) à symétrie de révolution, qui possède une paroi latérale ( 4 > conique et dans laquelle l'ouverture d'ad- s mission ( 5) possède un diamêtre-inf 6 rieur au diamètre maximal de la chambre de combustion de piston ( 3), et dans laquelle le col de l'ouverture d'admission ( 5) est formé par un collet continu ( 6) faisant saillie radialement vers l'intérieur et la transition entre la paroi latérale ( 4) et la face intérieure du collet ( 6) est formée par un arrondi d'un certain rayon, et com- portant un injecteur à jets multiples réalisant, dans la chambre de combustion de piston ( 3), une injection mouillant la paroi latérale, caractérisé par la combinaison des caractéristiques suivantes connues partiellement en elles-mêmes: a) l'injecteur à jets multiples est un injecteur à 4 trous ( 17), qui est disposé de façon excentrée par rapport à la chambre de combustion de piston ( 3), avec une excentration ( 22) atteignant jus- qu'à 0,25 fois le diamètre ( 14) du piston, et dont les jets ( 18, 19, 20, 21) de carburant rencontrent la paroi latérale ( 4) selon un plan et approximativement en son milieu, en étant répartis uniformément sur la périphérie; b) le diamètre ( 13) de l'ouverture d'ad- mission ( 5) est compris entre 0,45 et 0,5 fois le dia- mètre ( 14) du piston et la hauteur de l'ouverture d'ad- mission ( 4) est compriseentre 0,13 et 0,22 fois la profondeur ( 16) de la chambre de combustion de piston; c) la profondeur ( 16) de la chambre de com- bustion de piston est comprise entre 0,20 et 0,25 fois le diamètre ( 14) du piston; d) le rayon de l'arrondi ( 8) formant la transition de la paroi latérale ( 4) à la face inté- rieure ( 7) du collet ( 6) est compris entre plus de 3 mm et 5 mm; e) la transition de la paroi latérale ( 4) au fond f) la transition de l'ouverture d'admis- sion ( 5) à la tête de piston ( 2) s'effectue avec un arrondi de transition possédant un rayon ( 10) compris entre 1 mm et 3 mm. 2 Moteur à combustion interne à auto- allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injecteur à quatre trous ( 17) est disposé en position excentrée par rapport à la chambre de combus- tion de piston ( 3) avec approximativement une excentra- tion ( 22) égale à une valeur supérieure à O fois et allant jusqu'à 0,25 fois le diamètre ( 14) du piston, et que ses jets de carburant ( 18, 19, 20, 21) rencon- trent la paroi latérale ( 4) approximativement selon un plan et en son milieu, en étant répartis sur la périphérie.