Brevet FR2748295A1 — publié le 19971107

La présente invention concerne un moteur à combustion interne, notamment du type diesel à injecteurs pilotés. Dans un moteur diesel actuel, la pompe d'injection de carburant est synchronisée avec le cycle moteur, l'injection de carburant s'effectuant alors dans la chambre du cylindre concerné quelques degrés seulement avant le point mort haut du piston. A cet instant, la pression de combustion atteinte est de l'ordre de 15 X 106 Pa. Les nouveaux dispositifs d'injection de carburant font que les injecteurs sont commandés par des électrovannes, sans synchronisation mécanique avec le cycle moteur, de sorte qu'il existe un risque d'injecter le carburant en tout point de ce cycle. Notamment, si une injection intempestive de carburant se produit trop tôt dans la phase de compression, par exemple 400 avant le point mort haut, si l'un au moins des injecteurs est bloqué en position d'ouverture, la pression de combustion dans la chambre du cylindre concerné peut atteindre 25 X 106 Pa à 30 X 106 Pa. Une telle surpression risque de détériorer le moteur par torsion de la bielle, écrasement des coussinets, fuite au joint de culasse, etc. La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus en protégeant un moteur à combustion interne contre une détérioration provoquée par une surpression dans la chambre de combustion de chaque cylindre du moteur. A cet effet, l'invention propose un moteur à combustion interne du type à injection pilotée de carburant directement dans au moins une chambre de combustion où débouche notamment un puits de réception d'une bougie de préchauffage qui obture le puits lorsqu'elle y est maintenue en position d'utilisation par des moyens de fixation, et qui est caractérisé en ce que les moyens de fixation de la bougie sont agencés de manière à céder sous l'action d'une surpression régnant dans la chambre de combustion et à permettre ainsi l'expulsion de la bougie et la mise en communication, par la partie libre du puits, de la chambre de combustion avec une zone où règne une faible pression, telle que l'atmosphère ou un conduit d'échappement du moteur. Selon un premier mode de réalisation, les moyens de fixation de la bougie comprennent un manchon traversé par la bougie et solidaire, par exemple par vissage, de la culasse du moteur, et une rondelle élastique serrée entre une extrémité du manchon et un épaulement de la culasse et dont la partie centrale est en appui sur un épaulement de la bougie de façon à maintenir celle-ci en appui sur son siège, la partie centrale de la rondelle élastique comprenant des zones se rompant par cisaillement sous l'action de la surpression précitée. Selon un second mode de réalisation, la bougie comprend un manchon supérieur solidaire, par exemple par vissage, de la culasse et un corps inférieur relié au manchon par une zone annulaire frangible et propre à traverser axialement ce dernier par rupture de cette zone sous l'action de la surpression précitée. Selon un troisième mode de réalisation, les moyens de fixation de la bougie sont du type baïonnette où le corps de la bougie comprend au moins deux ergots s'engageant respectivement dans deux rainures de maintien des ergots réalisées dans une douille cylindrique traversée par la bougie et solidaire, par exemple par vissage, de la culasse du moteur de façon à maintenir la bougie en appui sur son siège, les ergots pouvant se rompre par cisaillement de l'action de la surpression précitée. Conformément au premier mode de réalisation, le manchon précité comprend à son extrémité opposée à la rondelle de élastique un épaulement interne contre lequel vient en butée l'épaulement de la bougie lors de l'expulsion de celle-ci. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une demi-vue en coupe longitudinale d'une partie de culasse d'un moteur à combustion interne à bougie de préchauffage suivant un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne IIII de la figure 1; - la figure 3 est une vue en bout suivant la flèche III de la figure 1; - la figure 4 est une vue de profil d'une rondelle élastique utilisée en figure 1; - la figure 5 est une vue de dessus suivant la flèche V de la rondelle de la figure 4; - la figure 6 est une demi-vue en coupe semblable à celle de la figure 1 représentant un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 7 est une vue agrandie en coupe longitudinale d'une bougie de préchauffage utilisée dans le mode de réalisation de la figure 6; - la figure 8 est une demi-vue en coupe semblable à celle de la figure 1 et représentant un troisième mode de réalisation de l'invention; - la figure 9 est une vue agrandie en élévation de la bougie utilisée dans le mode de réalisation de la figure 8; - la figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne X X de la figure 9; - la figure 11 est une vue en coupe d'un manchon de fixation de la bougie, représentée en figure 9, dans la culasse de la figure 8; et - la figure 12 est une vue de dessus suivant la flèche XII de la figure 11. En se reportant aux figures 1 à 5, la référence 1 désigne une culasse de moteur à combustion interne du type diesel à injecteurs pilotés (non représentés), fixée aux cylindres, dont un seul est représenté, de ce moteur, de façon à délimiter avec chaque cylindre 2 et le piston correspondant 3 une chambre de combustion 4 dans laquelle est directement injecté le carburant par l'injecteur associé. La culasse 1 comprend, pour chacune des chambres de combustion 4, un puits 5 débouchant dans la chambre 4 et recevant une bougie de préchauffage 6 qui obture le puits 5 lorsqu'elle est maintenue dans celui-ci pour son utilisation par des moyens de fixation. La bougie 6 a son électrode centrale 7 faisant saillie dans la chambre de combustion 4 de manière à réchauffer le carburant lors du démarrage du moteur. Selon l'invention, les moyens de fixation de la bougie 6 comprennent un manchon 8 traversé par la bougie 6 et solidaire de la culasse 1, par exemple en étant vissé dans un trou taraudé correspondant 9 de la culasse 1 et coaxial au puits 5. Ces moyens de fixation comprennent également une rondelle élastique 10 montée entre une extrémité inférieure du manchon 8 et un épaulement la de la culasse 1 de façon à être serrée sur l'épaulement la par le manchon 8. La figure 4 représente la rondelle élastique 10 à l'état libre et la figure 5 montre que cette rondelle a sa partie centrale constituée d'un certain nombre d'ailettes radiales 10a, par exemple au nombre de trois, venant en appui, en position montée, sur un épaulement 6a du corps de la bougie 6 de façon à maintenir celle-ci en appui sur son siège lb de la culasse 1. Les ailettes 10a de la rondelle 10 sont reliées au corps de celle-ci par des zones zl pouvant se rompre par cisaillement comme cela va être décrit maintenant. En effet, lorsque la pression régnant dans la chambre de combustion 4 est supérieure à une valeur maximale atteinte en fonctionnement normal du moteur et en particulier de l'injection pilotée, une telle surpression est appliquée à l'extrémité inférieure de la bougie 6 et la rondelle 10 se rompt par cisaillement dans les zones zl prévues à cet effet, de sorte que la bougie 6 est expulsée vers l'extérieur. La figure 1 montre en demi-vue axiale inférieure la bougie 6 en position d'utilisation dans la culasse et en demi-vue axiale supérieure la bougie 6 expulsée. Lors de l'expulsion de la bougie 6, l'épaulement 6a du corps de celle-ci vient en appui sur un épaulement interne du manchon 8 opposé à la rondelle 10 par l'intermédiaire d'un joint métallique 11. En position expulsée de la bougie 6, la surpression dans la chambre 4 est évitée ou interrompue par évacuation des gaz de la chambre de combustion vers les conduits d'échappement C1 et C2 via des canaux 12 réalisés dans la culasse 1. L'évacuation des gaz de la chambre de combustion 4 peut également s'effectuer en mettant en communication la partie libre du puits 5 avec l'atmosphère. Le joint 11 élimine par ailleurs des risques de fuite de gaz lors de la surpression et également en fonctionnement normal tout en protégeant la bougie 6 contre les vibrations. Les figures 6 et 7 représentent un deuxième mode de réalisation permettant l'expulsion d'une bougie de préchauffage lors d'une surpression dans la chambre de combustion 4. Les parties des figures 6 et 7 communes à celles des figures 1 et 2 portent les mêmes références. Selon ce deuxième mode de réalisation, la bougie 6 comprend un manchon supérieur 13 solidaire de la culasse 1, par exemple par vissage dans un trou taraudé correspondant 14 de la culasse 1 coaxial au puits 5 de réception de la bougie 6, et un corps inférieur 6b relié au manchon 13 par une zone annulaire frangible z2 et propre à traverser axialement ce dernier par rupture de la zone frangible z2. La zone annulaire z2 peut se rompre lors d'une surpression régnant dans la chambre de combustion 4 de façon à expulser vers l'extérieur la bougie 6 comme représenté en figure 6 en demivue axiale inférieure de la bougie 6. En position expulsée de la bougie 6, la partie libre du puits 5 communique, par l'intermédiaire d'une ouverture lc de la culasse 1, avec l'atmosphère de façon à évacuer les gaz de surpression de la chambre de combustion 4. Suivant le troisième mode de réalisation représenté aux figures 8 à 12, où les éléments identiques à ceux des figures 1 et 2 portent les mêmes références, les moyens de fixation de la bougie 6 dans le puits 5 de la culasse 1 sont du type baïonnette, c'est-à-dire comprenant au moins deux ergots 15 solidaires du corps de la bougie 6 et une douille cylindrique 16 traversée par la bougie 6 en étant solidaire de la culasse 1, par exemple par vissage dans un trou taraudé correspondant 17 de la culasse 1, la douille 16 comprenant deux rainures 16a, 16b conformées de façon à permettre un engagement axial des ergots 15 dans celle-ci, puis par rotation du corps de la bougie 6, l'engagement des ergots 15 dans les parties curvilignes des rainures 16a, 16b jusqu'à venir en butée contre les parois extrêmes de celles-ci, bloquant ainsi la bougie 6 relativement à la culasse 1 pour maintenir la bougie en appui sur son siège lb. Les ergots 15 peuvent se rompre par cisaillement sous l'action d'une surpression éventuelle régnant dans la chambre de combustion 4 de façon à expulser la bougie 6 comme représenté en figure 8 sur la demi-vue axiale inférieure de la bougie 6. Lorsque la bougie 6 est expulsée, la partie libre du puits 5 communique avec l'atmosphère par une ouverture îc de la culasse 1 identique à celle représentée en figure 6. L'invention ci-dessus décrite dans les trois modes de réalisation permet une protection efficace du moteur contre une détérioration provoquée par une éventuelle surpression anormale dans au moins une des chambres de combustion du moteur en expulsant la ou chaque bougie de préchauffage correspondante et en évacuant les gaz de surpression par un canal de décharge. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne du type à injection pilotée de carburant directement dans au moins une chambre de combustion (4) où débouche notamment un puits (5) de réception d'une bougie de préchauffage (6) qui obture le puits (5) lorsqu'elle y est maintenue en positon d'utilisation par des moyens de fixation, caractérisé en ce que les moyens de fixation de la bougie (6) sont agencés de manière à céder sous l'action d'une surpression régnant dans la chambre de combustion (4) et à permettre ainsi l'expulsion de la bougie (6) et la mise en communication, par la partie libre du puits (5), de la chambre de combustion (4) avec une zone où règne une faible pression, telle que l'atmosphère ou un conduit d'échappement du moteur. 2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation de la bougie (6) comprennent un manchon (8) traversé par la bougie (6) et solidaire, par exemple par vissage, de la culasse (1) du moteur et une rondelle élastique (10) serrée entre une extrémité inférieure du manchon (8) et un épaulement (la) de la culasse (1) et dont la partie centrale est en appui sur un épaulement (6a) de la bougie (6) de façon à maintenir celleci en appui sur son siège (lb), la partie centrale de la rondelle élastique (10) comprenant des zones (zl) se rompant par cisaillement sous l'action de la surpression précitée. 3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bougie (6) comprend un manchon supérieur (13) solidaire, par exemple par vissage, de la culasse et un corps inférieur (6b) relié au manchon (13) par une zone annulaire frangible (z2) et propre à traverser axialement ce dernier par rupture de cette zone (z2) sous l'action de la surpression précitée. 4. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation de la bougie (6) sont du type baïonnette où le corps de la bougie (6) comprend au moins deux ergots (15) s'engageant respectivement dans deux rainures (16a, 16b) de maintien des ergots (15) réalisées dans une douille cylindrique (16) traversée par la bougie (6) et solidaire, par exemple par vissage, de la culasse (1) du moteur de façon à maintenir la bougie (6) en appui sur son siège (lb), les ergots (15) pouvant se rompre par cisaillement sous l'action de la surpression précitée. 5. Moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon (8) précité comprend à son extrémité opposée à la rondelle élastique (10) un épaulement interne contre lequel vient en butée l'épaulement (6a) de la bougie (6) lors de l'expulsion de celle-ci.