Brevet FR2601071A1 — publié le 19880108

PRECHAMBRE DE COMBUSTION A GEOMETRIE VARIABLE POUR MOTEUR DIESEL A INJECTION INDIRECTE La présente invention se rapporte à une préchambre à géométrie variable qui convient particulièrement à un moteur diesel à injection indirecte. Elle a pour but de moduler en fonction de la position d'un piston, la section de passage du canal de transfert de cette préchambre, ainsi que la direction effective de 1' écoulement des gaz dans ce canal. A cet effet, elle a pour objet une telle préchambre dont le canal de transfert, suivant une particularité essentielle, présente une face inclinée et une face parallèle à l'axe du cylindre de manière à coopérer avec une excroissance formée à la partie supérieure du piston, au voisinage du Point Mort Haut. Cette disposition fort simple permet d' atteindre efficacement le but recherché. D' autres particularités et avantages de 1' invention ressortiront plus clairement de la description qui suit d' un mode de réalisation préféré, donné à titre d' exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue partielle en coupe axiale d' une préchambre conventionnelle au-dessus d' un cylindre de moteur diesel, - et la figure 2 représente une vue analogue à la précédente avec une préchambre de combustion conforme à a' l'invention. La figure 1 montre une préchambre de combustion Ricardo 1 couramment utilisée sur des moteurs diesel de faible. cylindrée. Lors de la course de compression, la remontée du piston 4 transfère à grande vitesse une partie de 1' air contenu dans le volume de détente 3 vers la préchambre 1 par le canal de tranfert 2. L'inclinaison du canal 2 fait que l' air est introduit dans le préchambre 1 avec une composante de vitesse tangentielle qui y engendre une rotation rapide de l' air, utile pour accélérer le mélange entre le jet de combustible 6 et l' air. Cette vitesse de rotation élevée de Il air n' est utile qu' après le début d'injection et pendant une durée inférieure à celle de la course de détente.Hormis cette période, cette rotation de 1' air est néfaste puisqu' elle augmente les pertes thermiques dans la préchambre. Avec une géométrie fixe du canal de transfert 2, la rotation de l' air est engendrée trop tôt par rapport au besoin effectif, ce qui augmente à la fois les pertes thermiques et les pertes pneumatiques dues à l' écart de pression entre les volumes 1 et 3. Sur la figure 2, le canal de transfert selon l' invention ne sera plus, comme sur la figure 1, limité par deux faces sensiblement parallèles, mais il aura une face inclinée 9 et une face 10 parallèle à l' axe du cylindre. Le piston portera à sa partie supérieure une excroissance 8 s' engageant au voisinage du Point Mort Haut dans 1' orifice 2', avec un faible jeu latéral dans le plan perpendiculaire à celui de la figure 2. L' excroissance 8 aura une face 11 sensiblement parallèle à la face 9 du canal et une face 12 parallèle à l' axe du cylindre passant avec un faible jeu devant la face 10 lorsque l' excroissance 3 s' engage dans l' orifice 2'. Cette disposition permet, tant que l' excroissance 8 n' est pas engagée dans l' orifice 2', de donner à cet orifice une grande section de passage, et une direction d' écoulement vers la préchambre 1', essentiellement radiale par rapport à celle-ci. Il en résulte, pendant la majeure partie de la course de compression, une perte de charge très réduite de part et d' autre de l' orifice 2', donc unie réduction de 1' énergie mécanique à fournir au piston pour faire la compression. Pendant cette phase, l' air étant introduit à faible vitesse, et presque radialement dans la préchambre 1', la vitesse de rotation de l' air dans la préchambre sera faible. I1 en résultera une diminution des pertes thermiques préjudiciables au bon allumage et au bon rendement du moteur. En fin de course de compression, l' excroissance 8 est fortement engagée dans 1' orifice 2'. Celui-ci a donc une faible section de passage, ce qui assure un transfert d' air à très grande vitesse. De plus, l' orifice 2' a alors un grand rapport longueur/largeur, ce qui lui permet de guider efficacement l'écoulement d' air pour le rendre tangentiel par rapport à la préchambre. Ces deux effets conjoints permettent de créer plus tard qu' avec une géométrie fixe de canal, la vitesse de rotation de l' air utile, donc de réduire les pertes correspondantes. Une fois la combustion amorcée dans la préchambre 1, un swirl 2 à géométrie fixe a tendance à permettre un transfert inverse trop précoce des gaz de la préchambre 1 vers le volume de détente et ensuite à engendrer des pertes de charge préjudiciables au rendement du moteur. Le canal à géométrie variable proposé réduit le transfert précoce en début de combustion, pour ensuite, grâce à une section de passage plus grande, réduire les pertes de charge, donc donne un meilleur déroulement de la combustion, ainsi qu' un accroissement de 1' énergie recuèillie par le piston pendant la détente. Compte tenu de la température des gaz passant dans le canal de transfert, 1' excroissance 8 sera réalisée dans un matériau réfractaire du même type que celui utilisé classiquement pour réaliser la pièce 13'. Une pièce 8 en céramique est également envisageable. REVENDICAllONS 1. Préchambre de combustion à géométrie variable particulièrement adaptée à un moteur diesel à injection indirecte, du type comprenant un canal de transfert (2') à section de passage variable, caractérisé en ce que ce canal de transfert présente une face inclinée (9) et une face (10) parallèle à l'axe d'un cylindre (7) de manière à ce que le piston (4) coulissant dans celui-ci puisses moduler en fonction de sa propre position, la section de passage de ce canal et la direction effective de l' écoulement des gaz dans ce dernier, au moyen d' une excroissance (8) formée à la partie supérieure de ce piston et susceptible de s' engager dans ce canal de transfert au voisinage du Point Mort Haut. 2. Préchambre suivant la revendication l, caractérisée en ce que l'excroissance (8) présente une face (11) sensiblement parallèle à la face inclinée (9) du canal de transfert, et une face (12) parallèle à la face (lo) de celui-ci. 3. Préchambre suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le canal de transfert (2') est réalisé dans une pièce rapportée (13) en matériau réfractaire tout comme l' excroissance (8) du piston (4).