Brevet FR2879259A1 — publié le 20060616

CHAMBRE DE COMBUSTION POUR MOTEUR THERMIQUE, A EFFET TURBULENT ACCRU. L'invention concerne, de façon générale, la 5 conception des moteurs thermiques. Plus précisément, l'invention concerne une chambre de combustion pour moteur thermique, notamment pour moteur diesel à injection directe, comprenant un cylindre, un piston, une culasse, et des soupapes montées mobiles dans la culasse, la culasse se raccordant à une extrémité du cylindre par un plan de joint étanche, le piston étant monté axialement coulissant dans le cylindre et présentant une face frontale contribuant avec la culasse à délimiter la chambre dans le cylindre, la face frontale du piston présentant un bol central, une couronne périphérique, et une couronne interne disposée radialement entre le bol et la couronne périphérique, et la couronne périphérique étant plus avancée que la couronne interne dans une direction axiale allant du bol central vers le plan de joint. Une telle chambre est par exemple connue de l'homme du métier par le brevet US 3 954 089. Dans les moteurs à combustion interne, on appelle "zones de chasse" les zones situées entre la périphérie 25 du piston et la face inférieure de la culasse. Lorsque le piston se rapproche de son point mort haut, l'air situé dans les zones de chasse est renvoyé vers le centre de la chambre de combustion et vers le bol. Inversement, lorsque le piston s'écarte de son point mort haut, l'air situé au centre de la chambre de combustion et dans le bol est aspiré vers les zones de chasse. De plus, un mouvement de rotation de l'écoulement, dont l'intensité augmente à distance croissante de l'axe longitudinal du cylindre, se superpose à l'écoulement radial ou "de chasse". Dans de tels moteurs, et en particulier dans les moteurs Diesel, une partie de la combustion se produit dans les zones de chasse lorsque le piston s'approche de son point mort haut ou s'en écarte. Le brevet américain précité, US 3 954 089, propose des moyens visant à augmenter la chasse radiale des gaz en prévoyant sur la face frontale du piston une couronne périphérique disposée à plus grande proximité de la face inférieure de la culasse que la couronne interne. La combustion dans les zones périphériques reste néanmoins peu efficace. L'invention, qui se situe dans ce contexte et qui s'appuie sur l'identification des phénomènes en jeu, a pour but de proposer une chambre de combustion présentant une combustion plus efficace dans les zones de chasse. A cette fin, la chambre de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que la couronne périphérique se raccorde à la couronne interne par un épaulement axial. Comme les expériences l'ont confirmé, la présence d'un tel épaulement crée, dans les zones de chasse, des micro-turbulences propices au développement de la combustion, l'effet de cet épaulement pouvant être renforcé en prévoyant des créneaux sur la couronne périphérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'une chambre de combustion connue; -la figure 2 est une vue de dessus d'un piston utilisable dans une chambre de combustion conforme à 10 l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un piston conforme à un premier mode de réalisation et utilisable dans une chambre de combustion selon l'invention; et - la figure 4 est une vue en coupe partielle d'un piston conforme à un second mode de réalisation et utilisable dans une chambre de combustion selon l'invention. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne une chambre de combustion pour moteur thermique, notamment pour moteur diesel à injection directe, comprenant de façon connue (figure 1) un cylindre 1, un piston 2, une culasse 3, et des soupapes 4. La culasse 3 se raccorde à l'extrémité supérieure du cylindre 1 par un plan de joint étanche 5, la face inférieure de la culasse 3 obturant ainsi la chambre de combustion du côté de l'extrémité supérieure du cylindre 1. Les soupapes 4 sont montées mobiles dans la culasse 30 pour faire communiquer sélectivement la chambre avec une pipe d'admission 7 et une pipe d'échappement 8. Un injecteur 6 est également logé dans la culasse 3 pour assurer l'injection de carburant dans la chambre. Le piston 2 est monté axialement coulissant dans le cylindre 1, dans lequel il délimite la chambre de combustion du côté opposé à celui de la culasse 3. La chambre de combustion est par ailleurs obturée de façon étanche au moyen de segments 25 portés par le piston sur sa face latérale cylindrique. La face frontale 20 du piston présente, comme illustré dans le brevet antérieur précité, US 3 954 089, un bol central 21, une couronne périphérique 22, et une couronne interne 23. La couronne interne 23 est disposée radialement entre le bol 21 et la couronne périphérique 22, et la couronne périphérique 22 est surélevée par rapport à la couronne interne 23 c'est-à-dire plus proche de la culasse. Selon l'invention, la couronne périphérique 22 se raccorde à la couronne interne 23 par un épaulement axial 20 24. Pour augmenter les turbulences en périphérie du piston, la couronne périphérique 22 peut par ailleurs présenter des créneaux 221, par exemple orientés suivant une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe longitudinal X du cylindre 1. De préférence, la couronne interne 23 est sensiblement plate. Ainsi, la couronne périphérique 22 peut être localement interrompue par des lamages 231 coplanaires avec la couronne interne 23 et dont chacun est disposé en regard d'une soupape 4, ces lamages permettant à la couronne interne 23 de rester plane tout en autorisant le débattement des soupapes. Comme le montre la figure 3, la couronne périphérique 22 peut être tangente à un plan P sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal X du cylindre 1. Néanmoins, il est également possible de prévoir, comme le montre la figure 4, que la couronne périphérique 22 soit tangente à un cône C centré sur l'axe longitudinal X du cylindre 1 et présentant une concavité tournée vers la culasse 3. Dans ce cas, la culasse 3 peut présenter une rainure 31 en regard de la couronne périphérique 22 et de forme complémentaire, recevant au moins partiellement la couronne périphérique 22 du piston 2 lorsque ce dernier atteint son point mort haut. REVENDICATIONS. 1. Chambre de combustion pour moteur thermique, notamment pour moteur diesel à injection directe, comprenant un cylindre (1), un piston (2), une culasse (3), et des soupapes (4) montées mobiles dans la culasse, la culasse (3) se raccordant à une extrémité du cylindre (1) par un plan de joint étanche (5), le piston (2) étant monté axialement coulissant dans le cylindre (1) et présentant une face frontale (20) contribuant avec la culasse (3) à délimiter la chambre dans le cylindre (1), la face frontale (20) du piston présentant un bol central (21), une couronne périphérique (22), et une couronne interne (23) disposée radialement entre le bol (21) et la couronne périphérique (22), et la couronne périphérique (22) étant surélevée par rapport à la couronne interne (23) c'est-à-dire plus proche de la culasse (3), caractérisée en ce que la couronne périphérique (22) se raccorde à la couronne interne (23) par un épaulement axial (24). 2. Chambre suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la couronne périphérique (22) présente des créneaux (221). 3. Chambre suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les créneaux (221) ont une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe longitudinal (X) du cylindre (1). 4. Chambre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la 30 couronne interne (23) est sensiblement plate. 5. Chambre suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la couronne périphérique (22) est localement interrompue par des lamages (231) coplanaires avec la couronne interne (23) et dont chacun est disposé en regard d'une soupape (4). 6. Chambre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couronne périphérique (22) est tangente à un plan (P) sensiblement perpendiculaire à l'axe (X) du cylindre (1). 7. Chambre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couronne périphérique (22) est tangente à un cône (C) présentant une concavité tournée vers la culasse (3). 8. Chambre suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la culasse (3) présente une rainure (31) en regard de la couronne périphérique (22) et de forme complémentaire.