Brevet FR2569227A1 — publié le 19860221

DISPOSITIF GENERATEUR DE TURBULENCE D'INTENSITE VARIABLE POUR HOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un dispositif générateur de turbulence d'intensité variable pour un moteur à combustion interne, en particulier un moteur diesel, du type dans lequel des organes places dans un conduit d'admission impriment un mouvement de rotation à l'air de combustion autour de l'axe du cylindre correspondant, et le carburant est injecté dans le tourbillon créé lors d'une période d'injection prédéterminée. Ce mouvement est couram ment designs par le terme "Swirl". Depuis plusieurs années, il s' est avéré nécessaire de faire fonctionner les moteurs à essence avec des richesses plus faibles pour des raisons economiques. Les recherches sur les moteurs essence à charge stratifiée et sur les moteurs diesel à iruection directe se sont intensifiees en particulier suivant deux orientations distinctes. La première préconise l'utilisation d'une pipe usinée dans laquelle se déplace un manchon qui dirige l'air de combustion dans la chapelle. Le flux d'air se répartit donc différem ment à la sortie de la soupape en fonction des positions du manchon et crée ainsi un swirl d' intensité variable. La seconde suggère d'augmenter le débit d'air à haut régime pour favoriser le remplissage et diminuer en même temps le swirl, par une pipe hélicoidale équipée d'un by-pass qui s'ouvre à haut régime. De nombreux essais de combustion réalises sur banc moteur ont montre l'intérêt d'une pipe d'admission à swirl variable pour optimaliser notamment toute la plage de régimes. Une simulation des jets d'injection permet d'expliquer les résultats de ces essais et de confirmer la nécessité d'une culasse à swirl variable. L'invention a donc pour objet un dispositif criant un swirl d'intensité variable qui présente, par rapport à ceux précédemment cites de l'état de la technique, une plus grande simplicit de structure et de commande permettant une réalisation industrielle à des coûts compétitifs. Cette simplicité favorise l'implantation d'un tel dispositif dans une culasse de moteur sans une adaptation importante de celleci telle qu'une modification gênante portant sur des noyaux d' eau. A cet effet, l'invention propose un dispositif générateur de turbulence d'intensité variable qui est constitue, suivant une de ses particularits, par un volet mobile susceptible de pivoter autour d'un axe d'articulation relie à un mécanisme de commande et traversant le conduit d'admission de part en part, tout en épousant la surface de ce conduit par ses faces supérieure et inférieure de contact. Suivant une autre particularité de l'invention, l'axe d'articulation du volet mobile est monté de façon excentre dans le conduit d'admission pour accélérer le mouvement de rotation de l'air comburant dans la chambre de combustion et accroîre le debattem ent de ce volet. Suivant une autre particularité de l'invention, un déflecteur est fixF dans le conduit d'admission, juste en amont de l'axe d'articulation du volet mobile de manière à masquer celui-ci dans le sens d'écoulement de l'air comburant et à améliorer cet écoulement. Ces particularités montrent l'extrême simplicité aussi bien d'un tel dispositif générateur de turbulence que de sa con mande dont l'implantation sur une culasse d'un moteur A combustion interne ne pose aucun problème particulier. Ce dispositif permet d'accroître l'efficacité de la combustion d'un mélange air-combustible dans les cylindres du moteur, de telle sorte que la stabilité du moteur soit augmentez et que la consommation de combustible, ainsi que la quantité de composés toxiques des gaz d' échappement soient réduites. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préférentiel, donne à titre d' exemple non limitatif en référence aux dessins annexes dans lesquels - la figure 1 représente une vue partielle en coupe transversale d'une culasse de moteur à combustion interne montrant l'implantation sur celle-ci, d'un dispositif generateur de turbulence d'intensité variable conforme à l'invention ; et - la figure 2 représente une vue en coupe partielle de la culasse de la figure 1 suivant le plan 2-2. Pour un moteur diesel quatre temps à injection directe dont il ntest représenté sur la figure 1 qu'une partie d'une culasse 2 pourvue notamment d'une chambre de combustion 4, d'une chapelle 5, d'un logement 6 d'injecteur, d'un logement de soupape 7 et d'un conduit d'admission helicoidal 8, l'air de combustion est introduit dans la chambre 4 avec un mouvement de rotation très marque à travers ce conduit 8. Pour induire à cet air de combustion un mouvement de rotation intensif autour de l'axe de la chambre de combustion 4, un dispositif générateur de turbulence 10 d'intensité variable est prévu dans ce conduit d'admission. Ce dispositf 10 comprend d'une part, un volet mobile 12 qui pivote autour d'un axe d' articulation 14 fixe à un levier 16 d'un mdcanisme de commande non représente et traversant le conduit d'admission 8 de part en part, et d'autre part, un dflecteur 18 fixe dans ce conduit juste en amont de l'axe d'articulation 14 de manière à masquer celui-ci dans le sens d'écoulement de l'air comburant. Le volet mobile 12 épouse rigoureusement la surface du conduit d'admission 8 par ses faces supérieure 20 et inférieure 22 de contact. L'axe d'articulation 14 de ce volet 12 est implanté, comme le montre la figure 2, de façon excentre dans le conduit d'admission 8. En pivotant autour de l'axe 14 dans le conduit d'admission 8, le volet mobile 12 libère une section transversale du conduit plus ou moins importante et excentrez. Cette action peut être effectue au moyen d'une tringlerie de commande constitude notamment par l'axe d'articulation 14 et le levier 16. L'actionnement de cette tringlerie peut être réalisé en fonction notamment du régie, de la charge et des gaz de fumée dégages par le moteur à combustion interne. Pour acoélérer de façon importante le mouvement de rotation de l'air comburant en direction de la chambre de combustion 4, il convient d'excentrer l'axe d'articulation 14 du volet mobile 12 dans le conduit d'admission 8, ce qui permet d'augmenter aussi le débattement de ce volet. Le déflecteur 18 vise à améliorer encore l'écoulement de l'air de combustion dans le conduit 8. Une réalisation du volet 12 et du déflecteur 18 en matériau composite tel qu'une résine armée de tissu de verre, permet de donner à ceux-ci un meilleur profil aérodynamique, par exemple en forme d'aile, et d'améliorer par conséquence, la perméabilité du conduit 8, une des deux propriétés avec le taux de swirl servant à caracteriser une pipe d' ad mission hélicoïdale. REVENDICATIONS 1. Dispositif générateur de turbulence d'intensite variable pour moteur à combustion interne, en particulier moteur diesel, du type disposé dans un conduit d'admission (8) de ce moteur, en amont et à proximité de la soupape correspondante (7), pour imprimer un mouvement de rotation à l'air de combustion autour de l'axe du cylindre correspondant, caractérisé en ce qu'il est formé d'un volet mobile (12) susceptible de pivoter autour d'un axe d'articulation (14) relié à un mécanisme de commande (16) et traversant le conduit d'admission (8) de part en part, tout en épousant la surface de ce conduit par ses faces supérieure (20) et inférieure (22) de contact. 2. Dispositif générateur de turbulence d'intensité variable suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe d'articulation (14) du volet mobile (12) est monts de façon excentrée dans le conduit d'admission (8) pour accélérer le mouvement de rotation de l'air comburant dans la chambre de combustion et accroître le débattement de ce volet. 3. Dispositif générateur de turbulence d'intensité variable, suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un déflecteur (18) est fixé dans le conduit d'admission (8) juste en amont de l'axe d'articulation (14) de manière à masquer celui-ci dans le sens d' écoulement de l'air comburant. 4. Dispositif générateur de turbulence d'intensité variable suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le volet mobile (12) et/ou le déflecteur fixe (18) présentent une section à profil d'aile aérodynamique suivant un plan perpendiculaire à l'axe d'articulation (14). 5. Dispositif générateur de turbulence d'intensité variable suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volet mobile (12) et le déflecteur fixe (18) sont réalisés en un matériau composite tel qu'une résine armée d'un tissu de verre. 6. Dispositif générateur de turbulence d'intensité variable suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le volet mobile (12) pivote autour de son axe d'articulation (14) en fonction du r8gime du moteur à combustion interne. 7. Dispositif générateur de turbulence d'intensité variable suivant rune quelconque des revendications 1 A 5, caractérisé en ce que le volet mobile (12) pivote autour de son axe d'articulation (1 4) en fonction de la charge du moteur A combustion interne. 8. Dispositif générateur de turbulence d'intensité variable suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le volet mobile (12) pivote autour de son axe d' articulation (14) en fonction des gaz de fumée dégagés par le moteur à combustion interne.