Brevet FR2911373A1 — publié le 20080718

Moteur thermique à injection directe comportant des moyens de préchauffage. L'invention concerne un moteur thermique à injection directe comportant des moyens de préchauffage pour faciliter sa mise en route. Les moteurs à injection directe, en particulier les moteurs Diesel, comportent des moyens de préchauffage pour faciliter le démarrage. Ces moyens de chauffage comportent une bougie de préchauffage faisant saillie dans la chambre de combustion. Une surface de chauffe, exposée dans la chambre, est apte à être mise en température par la circulation d'un courant électrique. Lorsque le moteur est à température stabilisée, le carburant injecté dans la chambre de combustion rencontre de l'air suffisamment chaud pour s'auto-enflammer. Cependant, lorsque le moteur est froid et dans certaines circonstances, l'air n'est pas suffisamment chaud. Dans ces cas, la surface de chauffe est mise en température, de telle sorte que le carburant qui est injecté dans sa direction est vaporisé et l'auto-inflammation se produit. Le document FR 2 819 019 montre un tel moteur. On propose cependant un moteur dans lequel le taux de compression est réduit et l'injection est dirigée vers des moyens de déflexion intégrés au piston. Un tel moteur vise à émettre moins de polluants tel que de l'oxyde d'azote. Cependant, du fait du taux de compression réduit, la température de l'air au moment de l'injection est réduite. De plus, l'injection est dirigée vers le piston et une bougie de préchauffage classique ne serait pas atteinte par le jet de carburant injecté. Ces problèmes cumulés rendent difficile le démarrage d'un tel moteur à basse température. C'est donc un objectif de l'invention de proposer un moteur thermique à injection directe, dont le piston comporte des moyens de déflexion des jets de carburant, qui soit apte à démarrer facilement, même à basse température. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un moteur thermique à injection directe comportant au moins un cylindre, un piston monté coulissant dans le cylindre, une culasse fermant le cylindre en délimitant une chambre de combustion entre une paroi de culasse et le piston, un injecteur apte à injecter du carburant sous forme de jets dans la chambre de combustion, des moyens de préchauffage aptes à chauffer une surface à l'intérieur de la chambre de combustion, le piston comportant des moyens de déflexion aptes à dévier les jets de carburant. Les moyens de déflexion sont aptes à dévier les jets vers les moyens de préchauffage et les moyens de préchauffage comportent au moins une surface de chauffe, chaque surface de chauffe étant sensiblement plane et parallèle à la paroi de culasse. En plaçant la ou les surfaces de chauffe parallèlement à la paroi de culasse, les jets, après avoir été déviés, viennent en contact avec la surface de chauffe sensiblement perpendiculairement à celle-ci. La rencontre du carburant et de la surface chaude est ainsi améliorée. De plus, les moyens de préchauffage ne font pas saillie dans la chambre de combustion. On constate que de ce fait, la génération de polluants est diminuée. Ceci tient probablement à la disparition de perturbations aérodynamiques dues à la protubérance de la bougie de préchauffage. Selon une disposition particulière, les moyens de préchauffage comportent une pluralité de surfaces de chauffe réparties sur un anneau centré sur l'injecteur. En augmentant le nombre de surfaces de chauffe, on augmente la quantité de carburant qui est vaporisée par le contact avec les surfaces de chauffe. On repousse ainsi les limites de température pour le démarrage du moteur. La surface de chauffe peut être portée par une bougie fixée dans la culasse soit par vissage, soit par montage serré sur la paroi de culasse. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un moteur conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de la paroi de culasse selon l'axe du cylindre. Un moteur 1 conforme à l'invention est représenté sur les figures 1 et 2. Le moteur 1, du type à combustion interne à allumage par compression, comporte un cylindre 10 dans lequel un piston 11 est monté coulissant par l'intermédiaire d'un embiellage, non représenté. Une culasse 12 ferme le cylindre 10 en délimitant une chambre de combustion 13 entre une paroi de culasse 120 et le piston 11. La culasse 12 comporte de manière classique quatre soupapes 13. La culasse 12 est traversée par un injecteur 14 apte à injecter du carburant sous forme de jets J dans la chambre de combustion 13. L'injecteur 14 est par exemple placé dans l'axe du cylindre 10. La chambre de combustion 13 s'étend essentiellement dans une cavité ménagée à la surface du piston 11. La cavité a une forme de cuvette 110 dont la partie centrale fait saillie selon une forme en cône 111 avec un sommet orienté vers la culasse 12 et sur l'axe du cylindre 10. L'injecteur 14 est prévu pour générer six jets J de carburants, selon des rayons régulièrement répartis, comme on peut le voir sur la figure 2. Les jets J sont orientés sensiblement le long de la surface du cône 111. La cavité constitue des moyens de déflexion aptes à dévier les jets J de carburant, comme on le verra mieux par la suite. Le moteur 1 comporte en outre des moyens de préchauffage comportant quatre bougies 15 fixées à la paroi de la culasse 12. Les bougies 15 sont réparties sur un anneau centré sur l'injecteur 14 et placées entre les ouvertures des soupapes 13. Chaque bougie 15 comporte une surface de chauffe 150 sensiblement plane et parallèle à la paroi de culasse 120, faisant face au piston 11. La bougie 15 comporte une résistance électrique, non représentée, apte à chauffer la surface de chauffe 150 par effet Joule. Les bougies 15 sont alimentées chacune par un conducteur 16 électrique traversant la culasse vers chacune des bougies 15. Chaque bougie 15 a la forme d'une pastille insérée par force dans un logement de la culasse 12. Cependant, elle pourrait avoir la forme d'une vis vissée dans la culasse et dont la tête porterait la surface de chauffe 150. Lorsque le moteur 1 fonctionne, le piston 11 se déplace en coulissant dans le cylindre 10. En se rapprochant de la culasse 12, il comprime de l'air. Il se déplace jusque dans la position telle que représentée sur la figure 1, appelée point mort haut. A ce moment, l'injecteur 14 procède à une injection de carburant sous haute pression. Le carburant est concentré dans les jets J qui longent le cône 111 et qui suivent la cuvette 110 pour être déviés vers la culasse 12, vers l'anneau sur lequel les bougies 15 sont réparties, comme le montrent les flèches F1 sur la figure 1. La portion de carburant qui atteint les bougies 15 est vaporisée si les bougies 15 ont été préchauffées par un courant électrique amené par le conducteur 16 et repartant par la culasse 12. REVENDICATIONS 1. Moteur thermique à injection directe comportant au moins un cylindre (10), un piston (11) monté coulissant dans le cylindre (10), une culasse (12) fermant le cylindre (10) en délimitant une chambre de combustion (13) entre une paroi de culasse (12) et le piston (11), un injecteur (14) apte à injecter du carburant sous forme de jets (J) dans la chambre de combustion (13), des moyens de préchauffage (15) aptes à chauffer une surface à l'intérieur de la chambre de combustion (13), le piston (11) comportant des moyens de déflexion aptes à dévier les jets (J) de carburant, le moteur étant caractérisé en ce que les moyens de déflexion (110) sont aptes à dévier les jets (J) vers les moyens de préchauffage (15) et en ce que les moyens de préchauffage (15) comportent au moins une surface de chauffe (150), chaque surface de chauffe (150) étant sensiblement plane et parallèle à la paroi de culasse (12). 2. Moteur selon la revendication 1, dans lequel les moyens de préchauffage (15) comportent une pluralité de surfaces de chauffe (150) réparties sur un anneau centré sur l'injecteur (14). 3. Moteur selon la revendication 1, dans lequel la surface de chauffe (150) est portée par une bougie (15) fixée dans la culasse (12) par vissage. 4. Moteur selon la revendication 1, dans lequel la surface de chauffe (150) est portée par une7 bougie (15) fixée par montage serré sur la paroi de culasse (12).