Brevet FR2833646A1 — publié le 20030620

Moteur à combustion interne à injection. La présente invention concerne un moteur à combustion interne à injection et, en particulier, un moteur à combustion interne à injection, de type Diesel, et à allumage par compression. Dans ce type de moteur, on cherche classiquement à admettre dans la chambre de combustion du moteur un mélange homogène d'air, 1 de carburant et de gaz d'échappement recirculés. L'obtention de cette homogénéité permet de réduire la formation, dans la chambre de combustion de chaque cylindre, de zones riches en carburant, lesquelles sont à l'origine de la formation de suies et d'oxyde d'azote. Afin d'obtenir une telle homogénéité, on effectue généralement des injections de carburant précoces dans la chambre de combustion, c'est-à-dire en amont du point mort haut, en considérant le cycle de fonctionnement du moteur ou, en d'autres termes, avant que les conditions de pression et de température soient atteintes pour l'inflammation du mélange. Ces injections précoces sont ainsi effectuées dans des conditions de pression permettant une homogénéisation du mélange. Au cours de ces injections, notamment en raison du niveau de pression régnant dans la chambre de combustion, le carburant est susceptible de venir se déposer sur la paroi de la chambre de combustion. Les dépôts de carburant ainsi engendrés sont susceptibles de produire, après allumage du mélange, des composés non brûlés, tels que le HC et le CO, et peuvent également conduire à une dilution de l'huile de lubrification. Le but de l'invention est donc de pallier cet inconvénient et de fournir un moteur à combustion interne à injection permettant de limiter les impacts de carburant sur la paroi de la chambre de combustion lors de la phase d'injection précoce. Ainsi, selon l'invention, il est proposé un moteur à combustion interne à injection, comprenant au moins un cylindre obturé par une culasse, dans laquelle débouche un injecteur de carburant et dans lequel est monté un piston à déplacement alternatif. Selon un aspect de ce moteur, la culasse est munie d'un logement ménagé dans sa surface en regard du piston, et dans le fond duquel débouche l'injecteur de carburant. On augmente ainsi la distance entre l'extrémité libre de l'injecteur et la paroi de la chambre de combustion et en particulier la surface en regard du piston. Selon une caractéristique particulière de ce moteur, le logement est conformé de manière à présenter une forme généralement complémentaire de celle d'un jet de carburant issu de l'injecteur et que sa surface périphérique soit espacée de ce jet de carburant. Avantageusement, le logement est généralement tronconique. De préférence, le reste de ladite surface de la culasse est plat. Selon un mode de réalisation particulier, la culasse est en outre pourvue d'une bougie de préchauffage, disposée dans le logement. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence à la figure annexée, illustrant une vue en coupe d'une partie d'un moteur à combustion interne conforme à l'invention. Sur la figure annexée, on a représenté un système de combustion d'un moteur à combustion interne à injection, de type Diesel, et à allumage par compression, désigné par la référence numérique générale 10. Sur cette figure, ce système est représenté dans une position supposée verticale. Par exemple, ce système de combustion est destiné à équiper un moteur à combustion interne à injection d'un véhicule automobile. Le système de combustion 10 comporte un cylindre 12 obturé par une culasse 14 et dans lequel est monté un piston 16 à mouvement alternatif. La surface supérieure du piston 16, la surface inférieure 20 de la culasse 14, et la surface interne périphérique du cylindre 12 délimitent, conjointement, une chambre de combustion 22, dans laquelle est injecté un mélange air-carburant-gaz d'échappement recirculés. A cet effet, comme on le voit sur la figure, en ce qui concerne l'injection de carburant, la culasse 14 porte un injecteur 24 adapté pour injecter du carburant dans la chambre de combustion 22 en fonction du cycle de fonctionnement du moteur. Plus particulièrement, et comme mentionné précédemment, l'injecteur 24 est commandé de manière à injecter une quantité de carburant dans la chambre de combustion 22, à un instant du cycle de fonctionnement du moteur précédant l'instant dans lequel le piston 16 se situe au point mort haut (PMH). Pour pallier les inconvénients précédemment mentionnés provoqués par cette injection précoce de carburant, c'est-à-dire à un instant du cycle dans lequel une faible pression règne dans la chambre, et relatifs aux dépôts de carburant sur les parois de la chambre de combustion, conformément à l'invention, la surface inférieure 20 de la culasse 14 est pourvue d'un logement 26 dans le fond duquel est disposé l'injecteur 24. On remonte alors l'injecteur dans la culasse et l'on accroît en conséquence la longueur du jet J de carburant. Le logement 26 est réalisé en prévoyant un dôme 28 dans la paroi constitutive de la culasse 14. Par exemple, et comme représenté, le logement 26 a une forme générale de tronc de cône présentant un angle solide sensiblement égal ZD à l'angle solide selon lequel le jet J de carburant est émis par l'injecteur. Il est ménagé dans une zone axiale de la culasse 14. Ainsi, C > de préférence, l'angle y formé par la surface interne périphérique du logement 26 et l'axe X-X'le long duquel est placé l'injecteur 24 tl : l correspond à l'angle selon lequel le jet J de carburant est émis. Néanmoins, on conforme le logement de sorte que, lors de l'injection eD le jet J soit espacé de la surface périphérique interne de ce logement. Comme on le voit sur la figure, la surface inférieure de la culasse 14, c'est-à-dire la surface située en regard du piston 16, se prolonge de manière radialement externe, à partir du logement 26, par une partie annulaire plate, jusqu'au cylindre 12. Enfin, en ce qui concerne le piston 16, celui-ci comporte, comme cela est classique, un bol 28, aménagé dans sa surface supérieure 18, c'est-à-dire sa surface tournée vers l'injecteur 24, lequel bol 28 participant à homogénéiser le mélange dans la chambre. Comme on le conçoit, l'invention qui vient d'être décrite, qui utilise un logement ménagé dans la surface de la culasse tournée vers le piston, et dans le fond duquel est disposé l'injecteur de carburant, permet d'accroître la distance entre l'extrémité de l'injecteur à partir duquel le jet de carburant est émis, et le point d'impact de ce jet sur la surface supérieure du piston. Il a été constaté que le décalage de l'injecteur par rapport au piston ainsi engendré permet de réduire considérablement les problèmes engendrés par une injection précoce de carburant dans la chambre de combustion. Un tel agencement permet également de réduire la profondeur du bol ménagé dans le piston. On conçoit alors que grâce à l'invention, on obtient une homogénéisation du mélange sans accroître de façon notable le volume interne de la chambre de combustion. On notera enfin que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit. On pourrait également, en variante, réaliser le logement 26 selon toute autre forme appropriée complémentaire de celle du jet J de carburant issu de l'injecteur. Il est également possible de doter la culasse d'une bougie de préchauffage, placée dans le logement 26. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne à injection, comprenant au moins un cylindre (12), obturé par une culasse (14) dans laquelle débouche un injecteur de carburant (24), et dans lequel est monté un piston (16) à déplacement alternatif, caractérisé en ce que la culasse est munie d'un logement (26) ménagé dans sa surface en regard du piston, et dans le fond duquel débouche l'injecteur de carburant. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (26) est conformé de manière à présenter une forme généralement complémentaire de celle d'un jet (J) de carburant issu de l'injecteur et que sa surface périphérique interne soit espacée de ce jet de carburant. 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le logement (26) est généralement tronconique. 4. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le reste de ladite surface de la culasse est plat. 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la culasse (14) est en outre pourvue d'une bougie de préchauffage, disposée dans ledit logement.