Brevet FR2916236A3 — publié le 20081121

FR 2916236 A3 20081121 FR 0703537 A 20070516 CHAMBRE DE COMBUSTION DISSYMETRIQUE POUR MOTEUR THERMIQUE. L'invention concerne, de façon générale, la conception des moteurs thermiques, en particulier des moteurs à combustion interne et à allumage par compression. Plus précisément, l'invention concerne une chambre de combustion pour moteur thermique, notamment pour moteur diesel, comprenant au moins un cylindre, une culasse, un piston, et un injecteur implanté dans la culasse, le piston étant monté coulissant dans le cylindre suivant un axe de symétrie et présentant une face frontale contribuant avec la culasse à délimiter la chambre dans le cylindre, l'injecteur étant décalé par rapport à l'axe de symétrie et se trouvant d'un premier côté de cet axe de symétrie dans un plan de coupe axial passant par cet injecteur, la face frontale du piston incluant un téton central, une couronne périphérique, et une cavité annulaire s'étendant depuis le téton central vers la couronne périphérique, à laquelle elle se raccorde, du premier côté de l'axe de symétrie dans le plan de coupe axial et d'un second côté opposé au premier, par des première et deuxième lèvres respectives, la cavité annulaire présentant, dans le plan de coupe axial et à l'aplomb des première et deuxième lèvres, des premier et second profils respectifs en cul-de-four, l'injecteur étant conçu pour injecter sélectivement du carburant sous forme de jets dirigés vers une zone de chaque profil en cul-de-four adjacente à la lèvre correspondante, et la cavité annulaire étant, dans le plan de coupe axial, dissymétrique par rapport à l'axe de symétrie. Une telle chambre à combustion est par exemple décrite dans le document de brevet FR 2 716 495. Les moteurs Diesel actuels sont typiquement dotés de deux ou de quatre soupapes par cylindre. Alors que les moteurs à quatre soupapes présentent classiquement une chambre de combustion symétrique par rapport à l'axe du cylindre, les cylindres de moteurs à deux soupapes sont généralement équipés d'un injecteur décalé par rapport à cet axe, de sorte que leur chambre de combustion est dissymétrique. Cette particularité fait apparaître quelques difficultés pour ce qui concerne l'optimisation de l'exploitation de l'air disponible et du carburant injecté dans le cylindre. En effet, dans la mesure où les jets de carburant envoyés par l'injecteur vers le profil en cul-de-four situé du même côté que lui vis-à-vis de l'axe de symétrie sont a priori plus courts que les jets de carburant envoyés par l'injecteur vers le profil en cul-de-four situé du côté opposé, l'exploitation de l'air et du carburant sont a priori différents pour ces deux types de jets. Le document de brevet précité, FR 2 716 495, propose de surmonter ces difficultés en inclinant la cavité annulaire par rapport à l'axe de symétrie. La présente invention a pour but de proposer une autre solution à ce problème d'optimisation. 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 les premier et second profils en cul-de-four présentent, cans une direction axiale, des hauteurs respectives différentes, le premier profil présentant une hauteur supérieure à celle du deuxième profil. 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 au dessin annexé dont l'unique figure est une vue en coupe schématique partielle d'une chambre de combustion conforme à l'invention. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne une chambre de combustion pour moteur thermique, notamment pour moteur diesel, cette chambre comprenant au moins un cylindre 1, une culasse 2, un piston 3, et un injecteur de carburant 4 implanté dans la culasse 2. Le piston 3 est monté coulissant dans le cylindre 1 suivant un axe de symétrie Z, et présente une face frontale contribuant avec la culasse 2 à délimiter la chambre de combustion dans le cylindre 1. L'injecteur 4 est décalé par rapport à l'axe de symétrie Z, de sorte qu'il se trouve d'un premier côté de cet axe de symétrie Z dans un plan de coupe axial passant par cet injecteur 4, c'est-à-dire dans le plan de la figure. La face frontale. du piston 3 inclut un téton central 51, une couronne périphérique 54, et une cavité annulaire 52. La cavité 52 s'étend depuis le téton central 51 vers la couronne périphérique 54. Dans le plan de coupe axial, la cavité 52 se raccorde à la couronne périphérique 54, du côté de l'axe de symétrie Z où se trouve l'injecteur 4, par une lèvre 53a. De même, la cavité 52, dans le plan de coupe axial, se raccorde à la couronne périphérique 54, du côté de 5 l'axe de symétrie Z opposé à celui où se trouve l'injecteur 4, par une lèvre 53b. Par ailleurs, la cavité annulaire 52 présente, dans le plan de coupe axial et à l'aplomb des lèvres 53a et 53b, des profils en cul-de-four respectifs 52a et 52b. 10 L'injecteur 4 est conçu pour injecter, aux instants appropriés et vers chacun des profils en cul-de-four, du carburant sous forme de jets J dirigés vers la zone Zi de chaque profil qui est adjacente à la lèvre correspondante, à savoir la lèvre 53a pour le profil 52a, 15 et la lèvre 53b pour le profil 52b. Pour compenser la dissymétrie de position de l'injecteur 4, la cavité annulaire 52 présente en outre, dans le plan de coupe axial, une dissymétrie par rapport à l'axe de symétrie Z. 20 Selon l'invention, les profils en cul-de-four 52a et 52b présentent, dans une direction parallèle à l'axe Z, des hauteurs respectives différentes Ha et Hb, la hauteur Ha du profil 52a le plus proche de l'injecteur 4 étant supérieure à la hauteur Hb du profil 52b le plus 25 éloigné de cet injecteur 4. De préférence, les profils en cul-de-four 52a et 52b présentent. aussi, dans le plan de coupe axial, des rayons de courbure minimaux respectifs différents, le rayon de courbure minimal du profil 52a le plus proche de 30 l'injecteur 4 étant supérieur au rayon de courbure minimal du profil 52b le plus éloigné de cet injecteur 4. Néanmoins, il est possible de prévoir que le téton central 51, au moins dans le plan de coupe axial, soit symétrique par rapport à l'axe de symétrie Z. Cet agencement peut notamment être obtenu en donnant aux lèvres 53a et 53b des hauteurs différentes suivant la direction axiale, la hauteur ha de la lèvre 53a la plus proche de l'injecteur 4 étant inférieure à la hauteur hb de la lèvre 53b la plus éloignée de cet injecteur 4. Comme le montre encore la figure, cette disposition impose que l'angle formé entre l'axe Z et les jets de carburant J émis par l'injecteur 4 en direction du profil 52a le plus proche de cet injecteur 4 soit supérieur à l'angle formé entre l'axe Z et les jets de carburant J émis par l'injecteur 4 en direction du profil 52b le plus éloigné de cet injecteur 4. Revendications 1. Chambre de combustion pour moteur thermique, notamment pour moteur diesel, comprenant au moins un cylindre (1), une culasse (2), un piston (3), et un injecteur (4) implanté dans la culasse (2), le piston (3) étant monté coulissant dans le cylindre (1) suivant un axe de symétrie (Z) et présentant une face frontale contribuant avec la culasse (2) à délimiter la chambre dans le cylindre (1), l'injecteur (4) étant décalé par rapport à l'axe de symétrie (Z) et se trouvant d'un premier côté de cet axe de symétrie (Z) dans un plan de coupe axial passant par cet injecteur (4), la face frontale du piston (3) incluant un téton central (51), une couronne périphérique (54), et une cavité annulaire (52) s'étendant depuis le téton central (51) vers la couronne périphérique (54), à laquelle elle se raccorde, du premier côté de l'axe de symétrie (Z) dans le plan de coupe axial et d'un second côté opposé au premier, par des première et deuxième' lèvres respectives (53a, 53b), la cavité annulaire (52) présentant, dans le plan de coupe axial et à l'aplomb des première et deuxième lèvres (53a, 53b), des premier et second profils respectifs en cul-de-four (52a, 52b), l'injecteur (4) étant conçu pour injecter sélectivement •du carburant sous forme de jets (J) dirigés vers une zone (Zi) de chaque profil en cul-de-four (52a, 52b) adjacente à la lèvre correspondante (53a, 53b), et la cavité annulaire (52) étant, dans le plan de coupe axial, dissymétrique par rapport à l'axe de symétrie (Z), caractérisée en ce que les premier et second profils en cul-de-four (52a, 52b) présentent, dans une direction axiale, des hauteurs respectives différentes, le premier profil (52a) présentant une hauteur supérieure à celle du deuxième profil (52b). 2. Chambre de combustion suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les premier et second profils en cul-de-four (52a, 52b) présentent, dans le plan de coupe axial, des rayons de courbure minimaux respectifs différents, le rayon de courbure minimal du premier profil (52a) étant supérieur au rayon de courbure minimal du deuxième profil (52b). 3. Chambre de combustion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les première et deuxième lèvres (53a, 53b) présentent, dans la direction axiale, des hauteurs respectives différentes, la première lèvre (53a) présentant une hauteur inférieure à celle de la deuxième lèvre (53b). 4. Chambre de combustion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le téton central (51) est, au moins dans le plan de coupe axial, symétrique par rapport à l'axe de symétrie (Z).