Brevet FR2567200A2 — publié le 19860110

FR 2567200 A2 19860110 FR 8410621 A 19840704 La présente invention a pour objet des perfec- tionnements aux moteurs décrits dans le brevet principal, en vue d'améliorer l'allumage de la combustion. On sait que, pour démarrer les moteurs Diese-l d'automobiles, on munit les cylindres de bougies chauffées par des résistances électriques mises en circuit pendant un temps suffisant pour que le moteur démarre et mises en suite hors circuit afin d'éviter une consommation excessive d'électricité. Un moyen de ce genre peut être utilisé dans le moteur qui a fait l'objet du brevet principal. Dans un tel moteur fonctionnant avec un taux de compression relativement faible, on peut mettre en circuit les résistances d'une façon permanente en les réalisant au moyen d'un corps tel que le nickel dont le coefficient d'augmentation de résis- tivité en fonction de la température est relativement élevé, de sorte qu'à chaud la résistance consommera notablement moins de courant qutà froid La bougie sera conçue de manière que sa t&commat;;te chaude soit isolée du système de refroidissement du moteur0 Sa forme et sa position seront étudiées pour faciliter l'élévation de sa température moyenne, toutes conditions gui concourent à réduire la consommation de courant de chauf- fage. Au moyen d'un carénage incorporé à la forme de la bougie ou rapporté, on pourra aussi protéger la tête chaude de la bougie, du refroidissement provoqué par le courant d'air d'admission. La position de la bougie dans le cylindre sera choisie au voisinage de la zone d'échappement qui est plus chaude que la zone d'admission. La position de l'injecteur de combustible liquide sera choisie de manière qu'il projette le combustible vers la bougie, ce qui pourra être favorisé par l'aménagement dans le cylindre d'un bossage déflecteur. S'il s'agit d'un injecteur projetant directement le carburant à partir de la culasse par exemple, la bougie pourra prendre la forme d'un anneau entourant l'injecteur. Cet anneau pourra être constitué par exemple d'une matière réfractaire céramique rendue conductrice ou d'un alliage métallique classique d'usage courant dans les turbomachines ou bien encore dtun produit fritté au tungstène. On peut aussi aménager la tette de la soupape d'échappement ou une zone du cylindre mitoyenne des orifices d'échappement, de manière à y former un point chaud, constitué par exemple par une protubérance telle qutune perle ou une aiguille en métal réfractaire. Une bougie conforme à ce qui a été dit ci-dessus peut être combinée avec une telle surface chaude, de manière à permettre de couper le courant de chauffage de la bougie après démarrage du moteur, quand la surface chaude a pris une température suffisante. Le déclenchement de la combustion en particulier dans le cas des carburants à hauts indices de cétane est dA à une pré oxydation de certaines des molécules du combustible par l'oxygène de l'air, préchauffé par la compression dans le cylindre0 Lorsqu'on injecte le combustible dans la chambre de combustion d'un moteur Diesel, un temps mort peut résulter d'une insensibilité à cette pré oxydation (choc). Au contraire, dans les moteurs à explosion, l'air et le combustible ont un contact prolongé à des températures favorables à la préoxydation, d'où un risque de détonation. Pour améliorer la combustion dans le moteur conforme au brevet principal, il est avantageux de fractionner l'injection de combustible de manière qu'une petite partie de la dose de carburant à introduire dans chaque cylindre soit injectée pendant le temps de compression. Le carburant ainsi préinjecté dans l'air en cours de compression sera oxydé et favorisera l'amorçage de la combustion du reste du carburant injecté vers la fin du temps de compression : plus précisément, à partir du moment où l'air comprimé atteint la plage de température 200o/300oC. En même temps, il pourra s'ensuivre par une faible combustion partielle un certain préchauffage de l'air, ce qui sera utile notamment -lors du démarrage par temps froid où l'on aura alors intérêt à augmenter la quantité de carburant préinjectée. On n'aura aucune difficulté à réaliser les injec- teurs comportant deux temps d'injection et fonctionnant par exemple par levées d'aiguilles sous des pressions diffé- rentes ou avec commande par cameO Au lieu de faire la pré injection dans les chambres de combustion du cylindre, on pourra la faire dans la pipe d'admission pendant que la soupape d'admission est ouverte. La description qui va suivre en regard des des sins annexés donnés à titre d'exemple, permettra de bien comprendre comment l'invention peut ttre réalisées La figure 1 montre schématiquement en coupe axiale un cylindre de moteur0 La figure 2 en est une coupe horizontale selon Il-Il sur laquelle on n'a pas représente la chemise de refroidissement. La figure 3 représente en coupe partielle la tête chaude d'une bougie. Sur les figures 1 et 2, on voit en 1 un cylindre de moteur avec sa culasse 2, sa soupape d'admission 3 et sa soupape d'échappement 4. Au voisinage immédiat de la soupape d'échappement, c'est-à-dire dans la zone chaude de la chambre de combustion, se trouve une bougie 5. La tête 6 de cette bougie qui est apparente dans la chambre de combustion peut être constituée par un bâtonnet de tungstène ou de céramique réfractaire en touré par les spires 7 d'un fil de nickels CeSui-ci est relié à la batterie d'accumulateur par un circuit non figuré compor- tant un interrupteur qui permet de mettre en ou hors circuit la résistance de chauffage 7. Le bâtonnet 6 est fixe sur le corps métallique de la bougie par l'intermédiaire d'un iso- lant convenable, par exemple une céramique.La tette d'in Section de carburant 8 débouche dans le cylindre au voî= sinage de la bougie et est orientée pour diriger le jet de combustible vers la tête de celle-ci. On a représenté également sur le dessin9 une pro- tubérance 9 aménagée sur la tête de la soupape d'échappement 4. Cette protubérance peut titre en métal réfractaire et en forme de perle de manière à btre reliée à la tête de-la soupape par un collet étroit limitant l'écoulement du flux de chaleur vers la masse de la soupape. Elle sert de point chaud au bout d'un certain temps de fonctionnement du moteur, en permettant la mise hors circuit de la résistance 7. il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, le terme de "bougie" employé plus haut ne doit pas entre interprété de façon restrictive comme désignant un organe accessoire matériel à localisation ponctuelle, mais peut englober tout moyen propre à engendrer une zone chaude et non nécessairement à localisation ponctuelle : par exemple, quelque chose de linéaire. Il en sera notamment ainsi dans le cas d'un injecteur à symétrie circulaire, la "bougie" étant un anneau entourant l'injecteur. REVENDICATIONS 1. Moteur selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que pour l'allumage du mélange d'air et de combustible, les cylindres (1) sont munis d'une bougie (5) à tette chaude (6) associée à une résistance électrique (7) permettant de chauffer la tête (6) de la bougie (5) lors du démarrage du moteur. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance (7) est constituée par un corps tel que le nickel dont la résistivité croit quand la température s'élève. 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que la bougie (5) est placée au voisinage de la soupape (4) ou des lumières d'échappement. 4. Moteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'injecteur de combustible (8) est orienté pour projeter le combustible vers la bougie (6)o 5. Moteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la résistance chauffante (7) entoure un injecteur à projection sous forme de nappe continue ou sous forme de jets distincts à répartition circulaire. 6. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par l'aménagement d'un point chaud (9) au voisinage de- l'orifice d'échappement (4)0 7. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le point chaud est formé par une protubérance g9) en métal réfractaire en forme de perle ou d'aiguille. 8. Moteur selon la revendication 1 du brevet principal ou selon l'une quelconque des revendications préX cédentes, caractérisé en ce qu'une fraction du combustible est injectée au début du temps de compression, le reste du combustible étant injecté vers la fin du temps de compresslon.