Brevet FR2911636A1 — publié le 20080725

L'invention concerne une culasse de moteur, notamment de moteur diesel, un moteur diesel équipé de ladite culasse et un ensemble d'un tel moteur et d'un dispositif de démarrage de moteur. Elle est notamment destinée au domaine des véhicules automobiles. Dans un moteur diesel, un piston mobile dans un cylindre, 10 fermé par une culasse, fait varier le volume d'une chambre de combustion pour permettre de comprimer un mélange de carburant et de comburant destiné à s'auto enflammer. Afin d'optimiser le fonctionnement du moteur, l'on cherche 15 à maîtriser au mieux la combustion, notamment en contrôlant le taux de compression des gaz présents dans les chambres de combustion. Pour cela, on peut utiliser un capteur permettant de 20 mesurer la pression dans les chambres, de la convertir en un signal électrique et de transmettre un tel signal à un calculateur destiné à l'exploiter. Pour disposer d'une lecture de pression dans la chambre 25 quelle que soit la position du piston, il faut prévoir le capteur soit au niveau du piston soit au niveau de la culasse. Positionner le capteur au niveau du piston ne paraît pas 30 possible compte tenu des conditions de fonctionnement de celui-ci, notamment des variations de température qu'il subit. Il faudrait en outre mettre en oeuvre une solution permettant de faire passer l'information relevée par le5 capteur au calculateur. Comme le calculateur est fixe, car lié au châssis du véhicule, et le piston serait alors mobile, car lié au piston, ceci induirait une difficulté complémentaire. Positionner le capteur au niveau de la culasse paraît également impossible en raison de la faible place disponible. En effet, la partie de la culasse fermant la chambre de combustion, appelée tête de cylindre, doit accueillir : - des orifices de conduits d'alimentation en air et de conduits d'évacuation des gaz brûlés, - des soupapes d'ouverture/fermetures desdits conduits, - un logement pour une bougie de préchauffage, permettant le démarrage du moteur, - un logement pour un injecteur, pour les moteurs à injection directe. En outre, dans les moteurs diesel, les têtes de cylindre sont plates et leur surface se trouvent ainsi diminuée par rapport à la surface des têtes de cylindre de moteur essence qui sons réalisés en creux dans la culasse. Compte tenu de ce manque de place, les seules tentatives proposer à ce jour pour relever la pression dans une chambre de combustion d'un moteur diesel consiste ainsi à intégrer un capteur de pression à une bougie de préchauffage. 11 s'agit toutefois d'organes complexes car ils doivent permettre d'assurer à la fois ces deux fonctions de mesure :3 de pression et de préchauffage, qui sont sans aucun lien l'une avec l'autre. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients 5 précités. Elle repose sur la constatation que l'utilisation d'une bougie de préchauffage n'est pas forcément nécessaire pour le fonctionnement d'un moteur diesel, comme cela ressort de 10 la demande de brevet français FR 05/07.638 non publiée au jour du dépôt de la présente demande. Selon l'invention, il est ainsi proposé une culasse de moteur, notamment de moteur diesel, comprenant au moins une 15 zone sensiblement plane, dite tête de cylindre, apte à fermer une chambre de combustion dudit moteur, un logement débouchant au niveau de ladite tête de cylindre pour communiquer avec ladite chambre de combustion, et un organe permettant de mesurer la pression dans la chambre de 20 combustion, caractérisée en ce que ledit organe est constitué d'un capteur de pression, ledit logement accueillant exclusivement ledit capteur. Par organe permettant de mesurer la pression , on entend 25 un organe permettant de transformer une pression en un signal, par exemple électrique, destiné à être exploiter par à un dispositif de traitement de signal, notamment une unité de contrôle moteur. 30 Par constitué d'un capteur de pression , il faut entendre que l'organe chargé de mesurer la pression assure uniquement cette fonction, à l'exception de tout autre fonction. En attribuant ainsi un logement de la culasse, habituellement destiné aux bougies de préchauffage, à un simple capteur de pression, on évite l'utilisation de composants complexes. L'invention concerne également un moteur, notamment un moteur diesel, équipé d'une telle culasse et un ensemble d'un moteur et d'un dispositif de démarrage de moteur, ledit dispositif étant apte à permettre le démarrage de moteur sans bougie de préchauffage de la chambre de combustion. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite seulement à titre d'exemple. Celle-ci est accompagnée de la figure 1 qui illustre selon un plan de coupe transversale un exemple de moteur selon l'invention, le piston représenté étant au point mort haut. Comme illustré à la figure 1 l'invention concerne une culasse 1 de moteur, notamment de moteur diesel. Ledit moteur comprend en outre, par exemple, au moins un cylindre 2 et au moins un piston 3, prévu mobile dans ledit cylindre 2, par exemple selon un mouvement de translation selon la flèche repérée 4. Il comprend également, notamment, au moins une bielle 5, assujettie selon une liaison pivot, d'une part audit piston et, d'autre part, à un vilebrequin 6. A chaque cylindre est associé une chambre de combustion 6 dudit moteur et lesdits pistons 3 sont aptes à faire varier :D le volume desdites chambres de combustion 6. Ils permettent de la sorte la compression d'un mélange de carburant et de comburant préalablement admis dans lesdites chambres 6. Cette compression provoque alors une auto combustion assurant le mouvement des pistons 3. Lesdits pistons 3 entraînent ainsi les bielles 5 et lesdites bielles entraîne à leur tour le vilebrequin 6, par exemple selon un mouvement de rotation, comme illustré par la flèche repérée 7. Ledit moteur pourra comprendre quatre dites chambres de combustion et fonctionner selon le cycle classique, dit à quatre temps. Cela étant, la culasse conforme à l'invention comprend une zone plane 8, dite tête de cylindre, apte à fermer la ou lesdites chambres de combustion. Une telle zone plane permet de disposer d'un volume de chambre de combustion qui soit minimum lorsque le piston 3 est au point mort haut, c'est-à-dire, lorsque le piston 3 est au plus prêt de la culasse 1. Ledit volume est défini, pair exemple, dans l'épaisseur de 25 matière dudit piston 3. Ladite culasse comprend en outre un logement 9 débouchant au niveau de ladite tête de cylindre 8 pour communiquer avec ladite chambre de combustion 6, et un organe 10 30 permettant de mesurer la pression dans la chambre de combustion. Selon l'invention, ledit organe est constitué d'un capteur de pression et ledit logement 9 accueille exclusivement ledit capteur 10. Ledit capteur présente, par exemple, une extrémité 11, dite distale, destinée à être orientée vers la chambre de combustion, ladite extrémité distale 11 étant prévue sensible à la pression. De tels capteurs de pression sont, en eux-mêmes, connus de l'homme du métier. Selon un premier mode de réalisation, correspondant à celui illustré, ladite extrémité distale est prévue affleurante au niveau de ladite tête de cylindre 8. Selon un autre mode de réalisation, ladite extrémité distale du capteur se trouve légèrement en retrait à l'intérieur dudit logement. Dans chacun de ces cas, on évite, grâce au positionnement du capteur, que celui-ci débouche dans la chambre de combustion 6 alors qu'avec l'organe de l'état de la technique, celui-ci devant assurer également une fonction de bougie de préchauffage, son extrémité distale débouche nécessairement dans la chambre ce qui détériore l'aérodynamique de la chambre., Ladite culasse comprend en outre de façon classique, par exemple, un logement 12 pour un injecteur, non représenté, et/ou des conduits 13,14, illustrés en pointillé à la figure 1 car se trouvant en arrière du plan de coupe, pour l'admission de l'air et/ou l'échappement des gaz brulés. Elle comprend aussi, notamment, des soupapes d'ouverture/fermeture desdits conduits, non représentées. 2911636 .7 Selon un mode de réalisation particulier, ladite tête de cylindre présente, par exemple, une section sensiblement circulaire et ladite culasse définit quatre dits conduits 5 pour l'admission de l'air et l'échappement des gaz brûlés. Lesdits conduits débouchent au niveau d'orifices situés sensiblement au sommet d'un carré centré sur le centre de ladite tête de cylindre. Le logement 12 pour l'injecteur débouche au centre de ladite tête de cylindre 8 et ledit 10 logement 9 pour le capteur de pression débouche au niveau ladite tête de cylindre 8 entre deux des orifices des quatre dits conduits. L'invention concerne également un moteur, notamment un 15 moteur diesel, équipé d'une culasse telle que décrit plus haut. Un exemple de réalisation d'un tel moteur a déjà été décrit dans ce qui précède. L'invention concerne encore un ensemble d'un tel moteur et 20 d'un dispositif de démarrage de moteur, ledit dispositif étant apte à permettre un démarrage dudit moteur sans bougie de préchauffage de la chambre de combustion. Ledit dispositif comprend à cette fin, par exemple, des 25 moyens, non représentés, pour échauffer les gaz présents dans la ou les chambres de combustion du moteur de façon à les porter à une température minimum, notamment d'environ 415 C, dans l'ensemble du volume des chambres lorsque les pistons du moteur sont en position de compression maximum 30 ou au voisinage de celle-ci. On peut ainsi assurer le démarrage du moteur sans bougies de préchauffage, même par temps froid. Selon un premier mode de réalisation, lesdits moyens de préchauffage sont constitués par une machine électrique propre à entraîner le vilebrequin du moteur à une vitesse de rotation choisie, supérieure à une vitesse de rotation normale obtenue avec ladite machine électrique, de façon à augmenter la quantité d'air admise dans les cylindres du moteur et, par conséquent, la température dans les cylindres. L'invention envisage tout particulièrement d'utiliser un démarreur électrique classique, c'est-à-dire un démarreur apte à fonctionner sous une tension électrique donnée, par exemple de 12 volts. On prévoit alors de relier le démarreur électrique à un circuit électrique apte à alimenter le démarreur à partir d'une tension électrique survoltée, c'est-à-dire supérieure à la tension électrique donnée constituant la tension habituelle de fonctionnement du démarreur. Dans un mode de réalisation différent, le dispositif de démarrage comprend en outre ou alternativement des moyens de préchauffage aptes à préchauffer l'air d'admission et donc les gaz destinés à la combustion, lesdits moyens de préchauffage étant prévus dans le système d'admission du moteur au niveau d'un conduit alimentant simultanément l'ensemble des chambres de combustion. Selon ce mode de réalisation, les moyens de préchauffage comprennent, par exemple, au moins une résistance électrique (R) qui pourra être intégrée dans une vanne de réglage du débit des gaz destinée à participer à la combustion, ladite vanne étant prévue au niveau dudit conduit. Revendications 1. Culasse de moteur, notamment de moteur diesel, comprenant au moins une zone sensiblement plane (8) , dite tête de cylindre, apte à fermer au moins une chambre de combustion (6) dudit moteur, un logement (9) débouchant au niveau de ladite tête de cylindre (8) pour communiquer avec ladite chambre de combustion (6), et un organe (10) permettant de mesurer la pression dans la chambre de combustion (6), caractérisée en ce que ledit organe {10) est constitué d'un capteur de pression, ledit logement (9) accueillant exclusivement ledit capteur. 2. Culasse selon la revendication 1, dans laquelle ledit capteur (10) présente une extrémité (11), dite distale, destinée à être orientée vers la chambre de combustion (6), ladite extrémité distale (11) étant prévue sensible à la pression. 3. Culasse selon la revendication 2 dans laquelle ladite extrémité distale (11) du capteur (10) affleure ladite tête de cylindre (8). 4. Culasse selon la revendication 2 dans laquelle ladite extrémité distale (11) du capteur (10) se trouve légèrement en retrait à l'intérieur dudit logement. 5. Moteur, notamment moteur diesel, équipé d'une culasse 30 (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6. Ensemble d'un moteur, notamment moteur diesel, selon la revendication 5 et d'un dispositif de démarrage de moteur, 10ledit dispositif étant apte à permettre un démarrage dudit moteur sans bougie de préchauffage de la chambre de combustion. 7. Ensemble selon la revendication 6 dans lequel ledit moteur comprend au moins un cylindre (2) et au moins un piston (3), ledit piston (3), prévu mobile dans ledit cylindre (2), étant apte à faire varier le volume de ladite chambre de combustion (6) dudit moteur, et dans lequel ledit dispositif comprend des moyens pour échauffer les gaz présents dans la ou les chambres de combustion (6) du moteur de façon à les porter à une température minimum dans l'ensemble du volume de la ou desdites chambres (6) lorsque lesdits pistons (3) du moteur sont en position de compression maximum ou au voisinage de celle-ci.