Brevet FR2750741A1 — publié le 19980109

La présente invention concerne un système d'injection directe de carburant dans une chambre de combustion d'un cylindre de moteur à combustion interne. Un tel système d'injection comporte généralement au moins un injecteur de carburant raccordé par exemple à une source de carburant sous pression et des moyens d'amorçage de la combustion dans la chambre constitués par exemple par une bougie d'allumage, disposée généralement à une extrémité de celle-ci. Les normes de lutte contre la pollution ainsi que les économies de carburant sont des critères de plus en plus importants pour le développement des futurs moteurs notamment des véhicules. On a ainsi développé dans l'état de la technique, différents systèmes d'injection directe de carburant dans les chambres de combustion des moteurs. De cette façon, la formation du mélange air/carburant est réalisée entièrement à l'intérieur de la chambre de combustion. Dans le cas des moteurs à deux temps, l'intérêt de ce type d'injection est de réduire considérablement les pertes de carburant pendant la phase de balayage du cylindre, et donc le niveau des émissions polluantes. Cependant, cet avantage peut être partiellement occulté par le fait que le temps de formation du mélange est réduit par rapport à celui des systèmes à formation extérieure, par exemple à carburateur ou autre. Par ailleurs, les conditions aérodynamiques et thermodynamiques pour la répartition et la vaporisation désirées du carburant dans l'air, sont généralement plus difficiles à atteindre dans le cas de la formation du mélange dans le cylindre. Pour tenter de résoudre ces différents problèmes, on a déjà proposé dans l'état de la technique, différentes dispositions des injecteurs. On pourra par exemple se reporter au document EP-A-O 302 045 dans lequel le ou les injecteurs sont inclinés en direction de la surface du piston correspondant. L'effet attendu d'une telle disposition est la vaporisation rapide des gouttelettes de carburant en raison notamment de la température de la surface de ce piston. Cependant, cette structure présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau des pertes de carburant, et donc des émissions polluantes résultantes, en raison de l'injection de carburant au niveau des conduits de transfert du cylindre correspondant. Par ailleurs, la répartition non optimale du carburant dans l'air, limite le rendement du moteur. Le but de 1 invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'injection directe de carburant dans une chambre de combustion d'un cylindre de moteur à combustion interne, comportant au moins un injecteur de carburant et des moyens d'amorçage de la combustion dans la chambre, caractérisé en ce que ledit au moins un injecteur est disposé parallèlement à une direction tangentielle à la chambre, de façon décalée par rapport à l'axe longitudinal de celle-ci et incliné par rapport à un plan transversal à l'axe de celle-ci, en direction des moyens d'amorçage, pour engendrer dans la chambre, un tourbillon de mélange air/carburant en direction des moyens d'amorçage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 représente une vue en coupe transversale illustrant la structure générale d'un système din- jection selon l'invention; et - la Fig.2 représente une vue en coupe prise suivant la ligne II-II de la figure 1. On reconnaît en effet sur ces figures, un système d'injection directe de carburant dans une chambre de combustion d'un cylindre de moteur à combustion interne notamment de véhicule, par exemple à deux temps, à allumage commandé et alimentation en air par conduits de transfert. Sur ces figures, la chambre de combustion est désignée par la référence générale 1, tandis que le cylindre correspondant du moteur est désigné par la référence générale 2. Cette chambre de combustion présente par exemple une forme sensiblement cylindrique à section circulaire et le système d'injection comporte au moins un injecteur de carburant désigné par la référence générale 3 sur ces figures et des moyens d'amorçage de la combustion dans la chambre, désignés par la référence générale 4. Ces moyens d'amorçage comprennent par exemple de façon classique, une bougie d'allumage. Un piston 5 est également disposé dans le cylindre et ce cylindre comporte de façon classique, au moins un conduit de transfert d'entrée d'air frais et au moins un conduit de sortie des gaz brulés, désignés de façon générale par la référence 6 sur la figure 2. Cette structure à conduits étant bien connue dans l'état de la technique, on ne la décrira pas plus en détail par la suite. Selon l'invention, ledit au moins un injecteur 3 est disposé parallèlement à une direction tangentielle T à la chambre de combustion 1, et son axe est décalé par rapport à l'axe longitudinal X-X de la chambre de combus tion, comme on peut le voir sur la figure 1. De plus, l'injecteur est incliné par rapport à un plan transversal P à l'axe X-X de cette chambre, en direction des moyens d'amorçage 4, comme on peut le voir sur la figure 2, pour engendrer dans la chambre, un tourbillon de mélange air/carburant en direction des moyens d'amorçage 4. Cette disposition de l'injecteur permet d'injecter un jet de carburant dans la chambre de combustion, de façon décalée par rapport à l'axe longitudinal X-X de celle-ci et inclinée par rapport à un plan transversal à celui-ci. Le jet de carburant issu de l'injecteur est alors confiné par le courant d'air frais créé dans la chambre de combustion par les conduits de transfert et la remontée du piston dans le cylindre, ce courant d'air limitant la dispersion de ce jet de carburant et en particulier la venue en contact de celui-ci contre la paroi du cylindre correspondant, tout en assurant un mélange optimal de ce carburant dans l'air, pour former le tourbillon de mélange air/carburant en direction des moyens d'amorçage. On conçoit alors que le système d'injection selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux systèmes de l'état de la technique, dans la mesure où il permet d'améliorer la préparation du mélange combustible et la répartition du carburant dans 1 ' air avec pour conséquences l'optimisation du rendement du moteur, la réduction des pertes de carburant et donc des émissions polluantes résultantes. I1 va de soi bien entendu qu'un tel système d'injection peut également être utilisé en association avec un moteur à alimentation en air par soupapes. REVENDICATIONS 1. Système d'injection directe de carburant dans une chambre de combustion d'un cylindre de moteur à combustion interne, comportant au moins un injecteur de carburant (3) et des moyens (4) d'amorçage de la combustion dans la chambre, caractérisé en ce que ledit au moins un injecteur (3) est disposé parallèlement à une direction tangentielle (T) à la chambre (1), de façon décalée par rapport à l'axe longitudinal (X-X) de celle-ci et incliné par rapport à un plan transversal (P) à l'axe (X-X) de celle-ci, en direction des moyens d'amorçage (4), pour engendrer dans la chambre, un tourbillon de mélange air/carburant en direction des moyens d'amorçage. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre est un cylindre à alimentation en air par conduits de transfert (6). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre est un cylindre à alimentation en air par soupapes.