Brevet FR2860043A1 — publié le 20050325

Piston pour chambre de combustion destinée à réduire les émissions de suies La présente invention se rapporte à un piston pour une chambre de combustion de moteur multicylindre à injection directe et à allumage par compression selon le cycle Diesel, destinée à réduire les émissions de suies. Les chambres de combustion destinées aux moteurs à allumage par compression sont formées par un cylindre dans lequel un piston est o adapté à coulisser, ledit cylindre étant obturé par une portion de culasse disposée au regard d'une paroi libre dudit piston. Différentes formes de paroi libre de piston ont été proposées, tant dans le but d'améliorer le rendement du moteur que dans celui d'augmenter la combustion des suies pour limiter les émissions de fumées. On connaît d'après le document japonais JP-08121171 un type de chambre de combustion dont la paroi libre du piston est usinée de façon à présenter une surface formant bol. Cette surface formant bol présente un téton central en saillie et une partie périphérique entourée par une zone de chasse annulaire. Un injecteur central est incliné et permet d'injecter le carburant selon une nappe. La portion de culasse comporte bien évidemment des moyens d'admission du comburant, l'air, et des moyens d'échappement des gaz brûlés. Le téton central est dissymétrique du fait de l'inclinaison de l'injecteur Un objet de la présente invention est de proposer une chambre de combustion qui permette d'éviter le recouvrement de la combustion. Ce but est atteint par un piston pour chambre de combustion de moteur à injection directe et à allumage par compression formée par un cylindre dans lequel un piston est adapté à coulisser, le piston présentant une cavité en forme de bol, la surface formant bol présentant un téton central en saillie et une partie périphérique entourée par une zone de chasse annulaire, caractérisée en ce que le téton central comprend au sommet, une protubérance s'étendant vers la partie périphérique et vers le fond du bol. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'un io premier mode de réalisation de l'invention; et, - les Figures 2A et 2B représentent une vue schématique partielle de deux modes de réalisation selon l'état de la technique. De façon classique, dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne à allumage par compression, une forme de révolution de type tore a été usinée dans le piston pour former une cavité sensiblement en forme de bol. Les jets de carburant sont guidés alors par la surface du bol. Cette cavité peut être munied'un téton central. Cependant, la consommation d'oxygène contenu dans ce type de chambre est incomplète, en particulier à pleine charge dans la zone située au-dessus du téton. Les figures 2A et 2B représentent une variante de forme de cavité 100 de l'état de la technique dans lequel le téton central 120 téton a soit une forme évasée (FIG 2A) soit une forme plus effilée ou pointue(FIG 2B) avec ce type de géométrie, la combustion a alors tendance à s recouvrir, comme indiqué par les flèches C, lorsque la dynamique des jets de carburant est importante. Ce recouvrement a pour conséquence, d'augmenter les émissions de suies. La Figure 1 illustre une portion de chambre de combustion 10 conforme à l'invention qui est délimitée sur la Figure 1 par une portion 12 d'une culasse à front plat d'un moteur, laquelle referme un cylindre dans lequel un piston 14 est situé dans une position de point mort haut. Le piston 14, présente une cavité usinée autour de l'axe central A du piston 14 de façon à former une surface formant bol 18. Cette surface formant bol 18, présente un téton central 20 en saillie dont l'axe de symétrie est confondu avec l'axe central A du piston 14. Un injecteur en saillie de la portion 12 de culasse situé au regard du piston 14, est destiné à injecter le carburant dans la chambre de combustion 10. En outre, la surface formant bol 18 présente une partie périphérique 23 qui est entourée par une zone de chasse annulaire 24 joignant la paroi interne du cylindre. Selon la variante de réalisation de la to figure 1, la partie périphérique 23 comprend une lèvre 26 est sensiblement un cylindre d'axe parallèle à l'axe du piston 14. Cependant, cette partie périphérique 23 pourrait être sensiblement un cylindre d'axe parallèle à l'axe du piston 14. Selon une caractéristique de l'invention, le téton central 20 1s comprend à son sommet une protubérance 25 dont la forme est choisie pour empêcher le jet de carburant C de se recouvrir lorsque le jet de carburant suit le contour du bol 18. Ainsi, selon la variante de l'invention représentée à la figure 1, la protubérance 25 s'étend vers la paroi 23 périphérique et vers le fond du bol 18 de façon à ce que le jet de carburant s'enroule sur lui-même sans se recouvrir. Ainsi, d'une part l'oxygène contenu dans le fond du bol 18 est mieux utilisé lors de la combustion et d'autre part la production de suie est fortement réduite puisque le jet C de carburant ne se recouvre pas sur lui-même. La protubérance 25 est par exemple une forme de révolution ayant sensiblement la forme d'un champignon. Afin d'accentuer le phénomène d'enroulement du jet de carburant C, la base du téton central 20 est concave de sorte que la forme torique du fond du bol 18 se prolonge dans le téton central 20. Avec cette forme particulière le jet de carburant est guidé du fond du bol 18 jusque sous la protubérance 25. Lorsque le jet de carburant arrive sous la protubérance il est alors dévié vers le fond du bol 18 sans risque de recouvrement du jet. En effet, la forme de la protubérance 25 s'étend vers la paroi périphérique 23 et vers le fond du bol 18 et protège donc le jet de carburant, qui va du nez de l'injecteur jusqu'à la zone d'impact de la paroi périphérique, de tout recouvrement. De plus, le volume d'air gagné par l'utilisation de la protubérance 25 est utilisé au fond du bol là où la combustion de l'oxygène de l'air est réellement efficace. REVENDICATIONS 1. Piston pour chambre de combustion de moteur à injection directe et à allumage par compression formée par un cylindre dans lequel s un piston (14) est adapté à coulisser, le piston (14) présentant une cavité en forme de bol (18), la surface formant bol (18) présentant un téton central (20) en saillie et une partie périphérique (23) entourée par une zone de chasse annulaire (24), caractérisée en ce que le téton central (20) comprend au sommet, une protubérance s'étendant vers la partie périphérique (23) et vers le fond du bol (18). 2. Piston pour chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la protubérance est une forme de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe du bol (18). 3. Piston pour chambre de combustion selon la revendication 2, 15 caractérisé en ce que la partie périphérique (23) de la cavité comprend une lèvre (26). 4. Piston pour chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la forme du téton (20) entre la protubérance (25) et la base du téton (20) central est concave de sorte que le jet des injecteurs (C) soit dirigé vers le dessous de la protubérance (25).