Brevet FR2891016A1 — publié le 20070323

"Culasse de moteur à combustion interne" L'invention propose une culasse de moteur à combustion interne qui comporte un puits d'injection dans lequel est agencé le nez un injecteur de carburant. L'invention propose plus particulièrement une culasse de moteur à combustion interne qui comporte: - une face inférieure globalement horizontale qui délimite la partie supérieure d'une chambre de combustion, et - un logement d'axe principal A globalement vertical dans io lequel est agencé un injecteur de carburant sous pression dans la chambre de combustion, du type dans laquelle le logement comporte un puits d'injection qui débouche dans la face inférieure de la culasse, et dans lequel est agencé le nez de l'injecteur, et du type dans is laquelle le nez de l'injecteur comporte un ensemble de trous d'injection qui sont répartis autour de l'axe principal de l'injecteur et qui sont conformés de manière à injecter le carburant sous pression dans la chambre de combustion sous forme de jets d'injection. Le montage de l'injecteur de carburant sur la culasse, en agençant son nez dans le puits d'injection permet de positionner l'extrémité inférieure du nez au niveau de la face inférieure de la culasse. Ainsi, le nez de l'injecteur est exposé de manière limitée à la combustion du carburant, ce qui réduit les dommages de l'injecteur qui sont générés par la chaleur. De plus, on a constaté que les performances du moteur sont améliorées lorsque le nez de l'injecteur est dans une position haute par rapport à la face inférieure de la culasse, c'est-à-dire que le nez fait saillie vers le bas de manière limitée par rapport à la face inférieure de la culasse, et lorsque l'angle d'ouverture de la nappe de carburant sortant du nez de l'injecteur est élevé. Cependant, on a aussi constaté que l'augmentation de l'angle de nappe et de la hauteur du nez de l'injecteur par rapport à la face inférieure de la culasse, augmente aussi les risques d'interférences des jets de carburant avec la paroi du puits d'injection. Pour réduire de tels risques, le document FR-A-2.836.697 propose de réaliser un chanfrein à l'extrémité inférieure du puits d'injection, au niveau de laquelle le puits débouche dans la face inférieure de la culasse. Un tel chanfrein permet de limiter les interférences des jets de carburant avec la culasse, cependant, le volume dégagé par io ce chanfrein est un volume appelé "volume mort" car il augmente le volume global de la chambre de combustion et réduit le taux de compression du moteur. L'invention a pour but de proposer une culasse de moteur à combustion qui comporte des moyens limitant les risques is d'interférences entre les jets d'injection est la paroi du puits d'injection, tout en limitant la formation de "volumes morts". Dans ce but, l'invention propose une culasse du type décrit précédemment, caractérisée en ce qu'elle comporte une série d'encoches qui sont réalisées au niveau de l'extrémité inférieure du puits d'injection, au niveau de laquelle le puits débouche dans la face inférieure de la culasse et qui sont aptes à être traversées par les jets d'injection. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - chaque encoche est associée à un trou d'injection et est réalisée de manière qu'elle est apte à être traversée par au moins une partie du jet d'injection provenant du trou d'injection associé ; - chaque encoche est réalisée de manière que le jet d'injection associé traverse l'encoche à distance de la paroi concave de l'encoche, par rapport à l'axe principal du dit jet d'injection; l'extrémité inférieure libre du nez de l'injecteur affleure verticalement par rapport à la face inférieure de la culasse; - l'extrémité inférieure libre du nez de l'injecteur est située verticalement au dessus de la face inférieure de la culasse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 est une section axiale d'un cylindre de moteur à combustion, selon un plan radial médian d'une encoche de la culasse; io - la figure 2 est une vue de dessous de la culasse représentée à la figure 1, montrant les encoches selon l'invention. On a représenté aux figures une culasse 10 de moteur à combustion interne comportant une face inférieure 10a globalement horizontale qui délimite la partie supérieure d'une is chambre de combustion 12 d'un cylindre 14 du moteur. La partie inférieure de la chambre de combustion 12 est délimitée par la face supérieure 16s d'un piston 16 qui est mobile axialement dans le cylindre 14. La culasse 10 comporte un logement 18 dans lequel est agencé un injecteur 20 de carburant sous pression dans la chambre de combustion 12 de manière que l'injecteur 20 est coaxial au logement 18. Ici, l'axe principal A du logement 18 est vertical, cependant, il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation, et que l'axe principal A du logement 18 peut être incliné par rapport à l'orientation verticale. La culasse comporte aussi des conduits d'admission d'air frais et des conduits d'échappement des gaz produits par la combustion du carburant, qui débouchent dans des ouvertures 22, 24 associées réalisées dans la face inférieure 10a de la culasse (figure 2). L'injecteur 20 est du type conventionnel, il comporte un corps principal 26 et un nez inférieur 28 qui débouche dans la chambre de combustion 12. Le nez 28 comporte un ensemble de trous d'injections qui sont répartis autour de l'axe principal A de l'injecteur 20 et qui sont réalisés de manière que le carburant est injecté dans la chambre de combustion 12 sous la forme de jets d'injection 30. Chaque trou d'injection est réalisé de manière que le jet d'injection associé 30 est de forme conique et de manière que l'axe principal du jet 30 est incliné par rapport à l'axe principal de l'injecteur 20. Selon un mode de réalisation préféré, les jets d'injection io 30 sont orientés vers une cavité 36 réalisée dans la face supérieure 16s du piston 16, et qui favorise le mélange du carburant injecté avec les gaz de combustion. Comme on peut le voir à la figure 1, l'extrémité axiale inférieure du logement 18 forme un puits 32 dans lequel est is agencé le nez 28 de l'injecteur 20, et qui débouche dans la face inférieure 10a de la culasse 10. Le nez 28 de l'injecteur 20 est agencé verticalement dans le puits 32 de manière que son extrémité inférieure libre 28i est située verticalement au niveau de la face inférieure 10a de la culasse 10. Selon un premier mode de réalisation, l'extrémité inférieure 28i du nez 28 est située globalement dans le plan délimité par la face inférieure 10a de la culasse, et selon un mode de réalisation préféré, l'extrémité inférieure 28i du nez 28 est située en retrait par rapport à la face inférieure 10a de la culasse 10, c'est-à-dire au dessus du plan délimité par la face inférieure 10a de la culasse 10. Selon un tel agencement du nez 28 dans le puits 32, les trous d'injection sont situés verticalement au dessus de la face inférieure 10a de la culasse 10, et par conséquent, la paroi cylindrique interne 32i du puits 32 agencée radialement des trous d'injection. Conformément à l'invention, pour éviter que les jets d'injection 30 ne viennent en contact avec la paroi interne 32i du puits 32, la culasse 10 comporte un ensemble d'encoches 34 qui sont conformées pour être traversées par les jets d'injection 30. s Selon un mode de réalisation préféré, la culasse comporte autant d'encoches 34 que l'injecteur comporte de trous d'injection, et les encoches 34 sont réparties angulairement autour de l'axe principal du puits 32 de sorte que chaque encoche 34 est associée à un trou d'injection. Ainsi, chaque encoche 34 est apte io à être traversée par un seul jet d'injection 30 issu du trou d'injection associé à l'encoche 34. Les encoches 34 sont réalisées au niveau de l'extrémité inférieure 32i du puits 32, c'est à dire au niveau duquel le puits 32 débouche dans la face inférieure 10a de la culasse. is Ainsi, chaque encoche débouche en partie dans le puits 32 et en partie dans la chambre de combustion 12. Par conséquent, chaque encoche est traversée par tout ou partie du jet d'injection 30 associé, selon la position verticale du nez 28 de l'injecteur 20 dans le puits 32 et selon la valeur de l'inclinaison des jets d'injection 30 par rapport à l'axe principal A de l'injecteur 20,. Selon une variante de réalisation de l'invention, chaque encoche 34 est réalisée de manière que le jet d'injection 30 associé traverse l'encoche 34 à distance de la face concave interne 34a de l'encoche, c'est-à-dire avec un jeu entre l'enveloppe externe du jet 30 et la face interne 34a de l'encoche. Pour cela, et puisque chaque jet 30 est globalement de forme conique, chaque encoche 34 est en forme d'une portion de cône coaxial au jet 30 associé, et dont la valeur de l'angle au sommet de ce cône est supérieure à la valeur de l'angle au sommet du cône délimitant le jet 30 associé. Ainsi, les jets 30 ne subissent aucune perturbation aérodynamique lors de leur passage au travers des encoches 34 qui pourrait être créée par la proximité du jet avec la face concave interne 34a de l'encoche 34. Enfin, selon un autre aspect de l'invention non représenté, la culasse 10 comporte des moyens pour le positionnement angulaire de l'injecteur 20 de manière que chaque trou d'injection soit agencé en vis-à-vis d'une encoche associée. La réalisation d'encoches 34 selon l'invention permet d'une part de positionner verticalement le nez de l'injecteur de manière à limiter les dommages thermiques produits par lors de la io combustion, et elle permet d'autre part d'optimiser l'angle de nappe des jets d'injection 30. REVENDICATIONS 1. Culasse (10) de moteur à combustion interne qui comporte: - une face inférieure (10i) globalement horizontale qui délimite la partie supérieure d'une chambre de combustion (12), et - un logement (18) d'axe principal A globalement vertical dans lequel est agencé un injecteur (20) de carburant sous pression dans la chambre de combustion (12), io du type dans laquelle le logement (18) comporte un puits (32) d'injection qui débouche dans la face inférieure (10i) de la culasse (10), et dans lequel est agencé le nez (28) de l'injecteur (20), et du type dans laquelle le nez (28) de l'injecteur (20) is comporte un ensemble de trous d'injection qui sont répartis autour de l'axe principal de l'injecteur (20) et qui sont conformés de manière à injecter le carburant sous pression dans la chambre de combustion (12) sous forme de jets (30) d'injection, caractérisée en ce qu'elle comporte une série d'encoches (34) qui sont réalisées au niveau de l'extrémité inférieure du puits (32) d'injection, au niveau de laquelle le puits (32) débouche dans la face inférieure (10i) de la culasse (10) et qui sont aptes à être traversées par les jets (30) d'injection. 2. Culasse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque encoche (34) est associée à un trou d'injection et est réalisée de manière qu'elle est apte à être traversée par au moins une partie du jet (30) d'injection provenant du trou d'injection associé. 3. Culasse (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque encoche (34) est réalisée de manière que le jet (30) d'injection associé traverse l'encoche (34) à distance de la paroi concave de l'encoche (34), par rapport à l'axe principal du dit jet (30) d'injection. 4. Culasse (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité inférieure libre (28i) du nez (28) de l'injecteur (20) affleure verticalement par rapport à la face inférieure (10i) de la culasse (10). 5. Culasse (10) selon la revendication 1 à 3, caractérisée en ce que l'extrémité inférieure libre (28i) du nez (28) de l'injecteur (20) est située verticalement au dessus de la face inférieure (10i) de la culasse (10).