Brevet FR2788563A1 — publié le 20000721

CULASSE DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne une culasse de moteur à combustion interne et plus particulièrement un moteur essence ou diesel du type à deux soupapes d'admission et au moins une, de préférence deux, soupapes d'échappement par chambre de combustion. Dans le but de favoriser le développement de la combustion pour optimiser les performances des moteurs à combustion interne, en respectant les normes de pollution comme de niveau sonore, il est nécessaire de générer un mouvement aérodynamique ordonné dans le mélange admis dans les chambres de combustion. Préférentiellement, ce mouvement sera de type swirl, c'est à dire ayant un axe de rotation parallèle à l'axe des cylindres. Ce type de mouvement est obtenu, de façon connue, en utilisant des configurations particulières des conduits d'admission (pipes hélicoïdales) ou en utilisant des artifices à l'intérieur desdits conduits, tels des obstacles. Cependant, la-génération d'un fort niveau de swirl implique une perte de la perméabilité des conduits, c'est-à-dire, pour des conditions extérieures identiques, une diminution du remplissage et donc une perte de performance du moteur ainsi qu'une surconsommation de carburant. Il devient donc particulièrement important de réaliser des conduits dont le dessin garantit d'une part une perméabilité satisfaisante et d'autre part un haut niveau de swirl. Le brevet DE 19534904 décrit, dans cet objectif, une culasse de type cross flow comportant deux conduits d'admission par chambre de combustion et deux conduits d'échappement, les orifices d'admission et d'échappement s'étendant respectivement de part et d'autre du plan longitudinal médian de la culasse. Les deux conduits d'admission se situent transversalement depuis la face latérale d'admission, vers la chambre de combustion. Le premier conduit s'étend entre les deux plans transversaux délimitant la chambre de combustion, alors que le second conduit débouche sur la face admission, en traversant l'un de ces plans et en contournant le logement d'une vis de fixation culasse. Ce type de solution garantit un niveau de swirl important mais reste limité au niveau de la perméabilité du fait de la forte courbure du second conduit d'admission. La présente invention a donc pour objet de remédier à ces o10 inconvénients en proposant une culasse de moteur à combustion interne comportant au moins une chambre de combustion coopérant avec deux conduits d'admission s'étendant transversalement depuis une face latérale d'admission vers ladite chambre de combustion et dont le dessin assure, sans artifices, à la fois un fort niveau de swirl et une excellente perméabilité. Selon une caractéristique de l'invention, un premier conduit d'admission s'étend, depuis un premier orifice d'entrée situé entre les plans transversaux délimitant la chambre de combustion, pour déboucher par un premier orifice d'admission, ménagé d'un côté par rapport au plan o20 médian longitudinal de ladite culasse et un second conduit d'admission s'étend depuis un second orifice d'entrée situé à l'extérieur desdits plans transversaux vers un second orifice d'admission, situé du côté opposé au premier orifice d'admission par rapport audit plan médian longitudinal ou sensiblement au droit dudit plan médian. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second orifice d'admission est disposé de manière sensiblement symétrique au premier orifice d'admission, par rapport au plan médian longitudinal. -3 - Selon une autre caractéristique de l'invention, les orifices d'admission sont disposés d'un même côté par rapport au plan médian transversal de la chambre de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier orifice d'admission est disposé sensiblement au droit du plan médian transversal. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second orifice d'admission est situé sensiblement au droit du plan longitudinal. Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse comporte un conduit d'échappement par chambre de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse comporte deux conduits d'échappement s'étendant transversalement par rapport au plan longitudinal, entre les plans transversaux, depuis une face latérale d'échappement vers la chambre de combustion et débouchant par des orifices d'échappement, disposés de manière sensiblement symétrique vis à vis des orifices d'admission, par rapport au plan médian transversal. Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse comporte deux conduits d'échappement s'étendant transversalement par rapport au plan longitudinal entre les plans transversaux, depuis une face latérale d'échappement vers la chambre de combustion, et dont le premier conduit d'échappement débouche, par un premier orifice d'échappement, situé sur le plan médian transversal, et diamétralement opposé, par rapport audit plan longitudinal, à l'orifice du premier conduit d'admission et le second conduit d'échappement débouche, par un second orifice d'échappement, situé sensiblement sur ledit plan longitudinal, et diamétralement opposé, par rapport audit plan médian transversal, à l'orifice du conduit d'admission. Selon une autre caractéristique de l'invention, les conduits d'admission sont de type hélicoïdal ou tangentiel. -4- Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse est de type cross flow. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la description suivante, donnée à titre d'exemple, en référence aux dessin annexés o: - la figure 1 représente une vue de dessus d'une chambre de combustion dans un cylindre dans un premier mode de réalisation d'une culasse conforme à l'invention. - la figure 2 représente une vue de dessus d'une chambre de combustion dans un cylindre dans un second mode de réalisation d'une culasse conforme à l'invention. Conformément à ces figures, seules les parties constitutives nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentées. Telle que représentée aux figures 1 et 2, une culasse 1, de type cross flow, d'un moteur à combustion interne, de type essence ou diesel, comporte au moins une chambre de combustion 2. Cette chambre de combustion 2 est située le long du plan médian longitudinal X-X de la culasse. Elle comporte deux conduits d'admission 4, 5 et deux conduits d'échappement 6, 7, destinés à déboucher dans ladite chambre de combustion. Les conduits d'admission peuvent être de type tangentiel ou hélicoïdal. Chacun des conduits 4, 5, 6, 7 est terminé par un orifice spécifique, respectivement 41, 51, 61, 71 muni d'un siège rapporté, formé par une bague, non représentée, positionnée dans un logement adéquat usiné dans la culasse. -5- Sur chacun de ces sièges peut s'appliquer une soupape, non représentée, solidaire d'une tige montée coulissante dans un guide de soupape, porté par la culasse. Tels que représentés à la figure 1, deux plans transversaux 8 et 9, passant, à titre d'exemple, par les logements des vis de fixation de la culasse, délimitent la chambre de combustion 2. Le plan médian transversal de cette chambre est repéré 10. Les deux conduits d'admission 4, 5 s'étendent transversalement depuis une face latérale d'admission 11 vers la chambre de combustion 2. Le premier conduit d'admission 4 s'étend, depuis un premier orifice d'entrée situé entre les plans transversaux 8 et 9, vers un côté du plan longitudinal X-X. L'orifice 41 de ce conduit se situe entre ce côté du plan longitudinal X-X et un côté du plan médian transversal 10. Le second conduit d'admission 5 s'étend, depuis un second orifice d'entrée, non représenté et situé à l'extérieur des plans 8 et 9, vers l'autre côté du plan longitudinal X-X, par rapport au conduit 4. L'orifice d'admission 51 de ce conduit se situe entre cet autre côté du plan longitudinal X-X et le même côté que le premier orifice d'admission 41 du plan médian transversal 10, à l'intérieur des plans transversaux 8 et 9. De cette manière, le conduit 5 contourne le logement 12 d'une vis de fixation de la culasse située dans le plan 8, avec un rayon de courbure relativement élevé. Les orifices 41 et 51 des conduits d'admission 4 et 5 se situent donc, de manière sensiblement symétrique par rapport au plan médian longitudinal X-X et du même côté par rapport au plan médian transversal de la chambre de combustion 2. Les conduits d'échappement 6 et 7 s'étendent transversalement par rapport au plan longitudinal X-X, entre les plans transversaux 8 et 9, - 6- depuis une face latérale d'échappement 13 vers la chambre de combustion 2. Les orifices d'échappement 61 et 71 desdits conduits se situent de l'autre côté du plan 10, par rapport aux orifices 41 et 51. Ces orifices d'échappement sont donc disposés de manière sensiblement symétrique aux orifices d'admission 41 et 51, par rapport au plan médian transversal 10. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, les deux conduits d'admission 4, 5 s'étendent transversalement depuis la face latérale d'admission 11 vers la chambre de combustion 2. Le premier 0o conduit d'admission 4 s'étend, depuis un premier orifice d'entrée non représenté et situé entre les plans transversaux 8 et 9, vers le plan longitudinal X-X, en suivant sensiblement la direction du plan médian transversal 10. L'orifice d'admission 41 de ce conduit se situe d'un côté du plan X-X, sensiblement au droit du plan médian transversal 10. Le second conduit d'admission 5 s'étend, depuis un second orifice d'entrée, non représenté et situé en dehors des plans 8 et 9, vers le plan longitudinal X-X. L'orifice d'admission 51 de ce conduit se situe sensiblement au droit du plan longitudinal X-X, d'un côté du plan médian transversal 10. Les orifices d'admission 41 et 51 se situent donc respectivement sur le plan médian transversal 10 et sur le plan longitudinal X-X, avec un écart angulaire, dudit orifice 41 audit orifice 51, sensiblement de 90 degrés selon le sens trigonométrique. Les conduits d'échappement 6 et 7 s'étendent transversalement par rapport au plan longitudinal X-X, entre les plans transversaux 8 et 9, depuis la face latérale d'échappement 13 vers la chambre de combustion 2. L'orifice d'échappement 61 du conduit 6 se situe au droit du plan médian transversal 10, diamétralement opposé, par rapport au plan longitudinal X- X, au premier orifice d'admission 41. L'orifice d'échappement 71 du -7conduit d'échappement 7 se situe sensiblement au droit du plan longitudinal X-X, diamétralement opposé, par rapport au plan médian transversal 10, à l'orifice 51 du conduit d'admission 5. La disposition des conduits d'admission, ainsi que celle des orifices desdits conduits dans les exemples de réalisation de culasses conformes à l'invention assurent non seulement un haut niveau de swirl, mais aussi, par leur faible courbure, une perméabilité importante. Cette perméabilité assure ainsi un remplissage optimal de la chambre de combustion, influençant directement les performances du moteur. L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation précédemment décrit mais englobe des variantes de réalisation. Ainsi, la culasse peut être de type cross flow ou non. Dans un exemple de réalisation, la culasse conforme à l'invention peut être munie d'un seul conduit d'échappement. Enfin, le moteur à combustion interne, comportant une culasse conforme à l'invention, peut être à deux ou quatre temps, à injection directe ou non. D'une manière générale, l'invention comprend toute culasse comportant deux conduits d'admission, par chambre de combustion, s'étendant transversalement depuis une face latérale vers la chambre de combustion correspondante, dont le premier conduit, s'étendant entre les plans transversaux délimitant la chambre de combustion, débouche par un orifice d'admission ménagé d'un côté par rapport au plan médian longitudinal de la culasse, et dont le second conduit, s'étendant depuis un orifice d'entrée situé à l'extérieur d'un des plans transversaux, débouche par un orifice d'admission situé à l'intérieur des plans transversaux et du côté opposé au premier orifice d'admission par rapport au plan médian longitudinal de ladite culasse. -8- REVENDICATIONS [1] Culasse de moteur à combustion interne comportant au moins une chambre de combustion (2) coopérant avec deux conduits d'admission (4, 5) s'étendant transversalement depuis une face latérale d'admission (11) vers ladite chambre de combustion, caractérisée en ce qu'un premier conduit d'admission (4) s'étend, depuis un premier orifice d'entrée situé entre les plans transversaux (8, 9) délimitant la chambre de combustion (2), pour déboucher par un premier orifice d'admission (41), ménagé d'un côté par rapport au plan médian longitudinal (X-X) de ladite culasse (1) et en ce qu'un second conduit d'admission (5) s'étend depuis un second orifice d'entrée situé à l'extérieur desdits plans transversaux (8, 9) vers un second orifice d'admission (51), situé du côté opposé au premier orifice d'admission (41) par rapport audit plan médian longitudinal (X-X) ou sensiblement au droit dudit plan médian. [2] Culasse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second orifice d'admission (51) est disposé de manière sensiblement symétrique au premier orifice d'admission (41), par rapport au plan médian longitudinal (X-X). [3] Culasse selon la revendication 2, caractérisée en ce que les orifices d'admission (41, 51) sont disposés d'un même côté par rapport au plan médian transversal (10) de la chambre de combustion (2). [4] Culasse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier orifice d'admission (41) est disposé sensiblement au droit du plan médian transversal (10). -9- [5] Culasse selon la revendication 4, caractérisée en ce que le second orifice d'admission (51) est situé sensiblement au droit du plan longitudinal (X-X). [6] Culasse selon la revendication 1 ou 2 ou 4, caractérisée en ce que ladite culasse comporte un conduit d'échappement par chambre de combustion. [71 Culasse selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte deux conduits d'échappement (6, 7) s'étendant transversalement par rapport au plan longitudinal (X-X), entre les plans transversaux (8, 9), depuis une face latérale d'échappement (13) vers la chambre de combustion (2) et débouchant par des orifices d'échappement (61, 71), disposés de manière sensiblement symétrique vis à vis des orifices d'admission (41, 51), par rapport au plan médian transversal (10). [8] Culasse selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte deux conduits d'échappement (6, 7) s'étendant transversalement par rapport au plan longitudinal (X-X), entre les plans transversaux (8, 9), depuis une face latérale d'échappement (13) vers la chambre de combustion (2), et dont le premier conduit d'échappement (6) débouche, par un premier orifice d'échappement (61), situé sur le plan médian transversal (10), et diamétralement opposé, par rapport audit plan longitudinal (X-X), à l'orifice (41) du premier conduit d'admission (4) et le second conduit d'échappement (7) débouche, par un second orifice d'échappement (71), situé sensiblement sur ledit plan longitudinal (X-X), et diamétralement opposé, par rapport audit plan médian transversal (10), à l'orifice (51) du conduit d'admission (5). - 10 - [9] Culasse selon l'une des revendication précédentes, caractérisée en ce que les conduits d'admission (4, 5) sont de type hélicoïdal ou tangentiel. [10] Culasse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est de type cross flow.