INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Neuvième mode de réalisation Le moteur à quatre temps à précombustion 1 du neuvième mode de réalisation de la présente invention sera expliqué à l’aide de la . Le neuvième mode de réalisation a au moins une configuration parmi les modes de réalisation 1 à 8. Dans le neuvième mode de réalisation, les orifices de liaison 21 sont formés sur la section de paroi de préchambre 22 qui forme saillie dans l’espace intérieur de la chambre de combustion principale 2. De plus, dans le neuvième mode de réalisation, la préchambre 20 est formée de sorte que le volume de la saillie de la section de paroi de préchambre 22 soit réduit par rapport au volume de la préchambre 20. Plus concrètement, si on sépare en deux espaces l’espace intérieur de la préchambre 20 selon l’un des plans S traversant l’espace intérieur de la préchambre 20 sans traverser la surface externe de la section de paroi de préchambre 22, et coupant orthogonalement la direction axiale de bougie DP, la préchambre 20 est formée de sorte que le volume de l’espace le plus proche de la chambre de combustion principale 2 parmi les deux espaces soit inférieur au volume de l’espace le plus éloigné de la chambre de combustion principale 2 parmi les deux espaces. Le plan S indiqué sur la n’est qu’un exemple de plan S traversant l’espace intérieur de la préchambre 20, sans traverser la surface externe de la section de paroi de préchambre 22, et orthogonal à la direction axiale de bougie DP. En outre, la surface externe de la section de paroi de préchambre 22 est la surface exposée à la chambre de combustion principale 2. La préchambre 20, formée de sorte que le volume de l’espace le plus proche de la chambre de combustion principale 2 parmi les deux espaces soit inférieur au volume de l’espace le plus éloigné de la chambre de combustion principale 2 parmi les deux espaces si on sépare en deux espaces l’espace intérieur de la préchambre 20 selon l’un des plans S traversant l’espace intérieur de la préchambre 20 sans traverser la surface externe de la section de paroi de préchambre 22 et coupant orthogonalement la direction axiale de bougie DP, signifie qu’elle n’est pas une préchambre 20 telle qu’elle est décrite ci-dessous. Cette préchambre 20 est telle qu’une relation décrite ci-dessous se forme concernant tous les plans traversant l’espace intérieur de la préchambre 20 sans traverser la surface externe de la section de paroi de préchambre 22 et coupant orthogonalement la direction axiale de bougie DP. Cette relation est telle que le volume de l’espace le plus proche de la chambre de combustion principale 2 parmi les deux espaces est égal ou supérieur au volume de l’espace le plus éloigné de la chambre de combustion principale 2 parmi les deux espaces, si on sépare en deux espaces l’espace intérieur de la préchambre 20 selon un plan.
Dixième mode de réalisation Le moteur à quatre temps à précombustion 1 du dixième mode de réalisation de la présente invention sera expliqué à l’aide de la . Le dixième mode de réalisation a au moins une configuration parmi les modes de réalisation 1 à 9. Le moteur à quatre temps à précombustion 1 du dixième mode de réalisation n’a pas de capteur de cliquetis. Le dispositif de commande 70 commande la bougie d'allumage de préchambre 23 afin d’allumer le mélange air-carburant à l’intérieur de la préchambre 20 avec un calage de l’allumage prédéterminé, en se basant sur la sortie du capteur de détection de l’état de fonctionnement 71 qui détecte l’état de fonctionnement du moteur à quatre temps à précombustion 1, et qui n’est pas un capteur de cliquetis.
Ici, le graphique de la est une partie des résultats des expériences menées par les présents inventeurs. Le CA50 sur l’axe horizontal de ce graphique représente l’angle de vilebrequin à 50% de fraction de masse brûlée, qui est l’angle de vilebrequin où 50% de la masse est brûlée. Ce graphique indique l’écart-type du pic de cliquetis KPa selon la variation du CA50, pour le moteur à quatre temps des exemples de réalisation 1 à 3 et l’exemple de comparaison 1. Le moteur thermique de l’exemple de comparaison 1 n’a pas de préchambre. Le moteur thermique des exemples de réalisation 1 et 2 a une chemise de refroidissement autour de la bougie d'allumage de préchambre. Le moteur thermique de l’exemple de réalisation 3 n’a pas de chemise de refroidissement autour de la bougie d'allumage de préchambre. Le moteur thermique de l’exemple de réalisation 1 et celui de l’exemple de réalisation 2 ont une configuration différente du groupe d'électrodes de la bougie d'allumage de préchambre. Le moteur thermique de l’exemple de réalisation 3 et celui de l’exemple de réalisation 1 ont la même configuration du groupe d'électrodes de la bougie d'allumage de préchambre. Dans les exemples de réalisation 1 à 3 et l’exemple de comparaison 1, les conditions d’expérience autres que celles susmentionnées sont identiques. La plage de fonctionnement du moteur thermique était une plage de régime moteur moyen avec une zone de charge élevée. La zone de charge élevée est la zone la plus élevée lorsque la zone de charge du moteur thermique est partagée en deux parties égales allant de la zone la plus faible à la zone la plus élevée. En outre, la plage de régime moteur moyen correspond aux deux plages intermédiaires lorsque le régime moteur est partagé en quatre parties égales allant de la plage la plus basse à la plage la plus élevée. Pour le moteur thermique de l’exemple de comparaison 1, qui ne possède pas de préchambre, l’écart-type du pic de cliquetis KPa augmente très brusquement à un moment donné, lorsque le calage de l’allumage est avancé, comme on peut le voir sur le graphique. En revanche, pour le moteur thermique des exemples de réalisation 1 à 3, qui possède une préchambre, il n’y a pas d’augmentation brusque de l’écart-type du pic de cliquetis KPa, mais une légère augmentation même si le calage de l’allumage est avancé. Les présents inventeurs ont découvert des tendances similaires avec d’autres conditions, par suite des expériences effectuées en changeant les conditions de charge et de régime moteur.
Onzième mode de réalisation Le moteur à quatre temps à précombustion 1 du onzième mode de réalisation de la présente invention sera expliqué ci-dessous. Le onzième mode de réalisation a au moins une configuration parmi les modes de réalisation 1 à 10. Dans le onzième mode de réalisation, la totalité de la superficie de la coupe orthogonale à l’axe central C21 de chacun des orifices de liaison 21 est comprise entre 5,7 mm² et 7,6 mm².
Ici, le graphique de la est une partie des résultats des expériences menées par les présents inventeurs. Dans l'explication suivante, on désigne la superficie totale d’orifices comme la somme des superficies des coupes orthogonales à chaque axe central des orifices de liaison qui relient l’espace intérieur de la chambre de combustion principale et celui de la préchambre. La montre l’IMEPcov, qui est le taux de variation de la pression effective moyenne indiquée (IMEP) selon la variation du CA50, pour le moteur à quatre temps des exemples de réalisation 4 à 7 et des exemples de comparaison 2 à 4. La signification de CA50 est identique à l’explication donnée au dixième mode de réalisation. L’IMEP est la valeur du travail par cycle divisé par la cylindrée du moteur thermique. Plus les valeurs d’IMEPcov sont faibles, plus elles indiquent une grande stabilité de combustion. Les conditions d’expérience des exemples de réalisation 4 à 7 et des exemples de comparaison 2 à 4 sont identiques les unes des autres. Le moteur thermique de l’exemple de comparaison 2 n’a pas de préchambre. Le moteur thermique de l’exemple de comparaison 2 a une configuration identique au moteur thermique des exemples de réalisation 4 à 7 et des exemples de comparaison 3 et 4, à l’exception de la présence ou non de la préchambre. Le tableau 1 ci-dessous indique la superficie totale des orifices du moteur thermique des exemples de réalisation 4 à 7 et des exemples de comparaison 3 et 4. Le moteur thermique des exemples de réalisation 4 à 7 et des exemples de comparaison 3 et 4 a la même configuration les uns avec les autres, à l’exception des orifices de liaison.
Sur le graphique de la , l’exemple de comparaison 3, où la superficie totale des orifices est inférieure à 5,7 mm², et l’exemple de comparaison 4, où la superficie totale des orifices est supérieure à 7,6 mm², ont une stabilité de combustion partiellement plus basse que l’exemple de comparaison 2, où aucune préchambre n’est installée. En revanche, les exemples de réalisation 4 à 7, ayant une superficie totale des orifices comprise entre 5,7 mm² et 7,6 mm² ont une stabilité de combustion plus élevée que l’exemple de comparaison 2. Les exemples de réalisation 5 et 6, ayant une superficie totale des orifices supérieure à l’exemple de réalisation 4 mais inférieure à l’exemple de réalisation 7, ont une stabilité de combustion plus élevée que les exemples de réalisation 4 et 7. La stabilité de combustion des exemples de réalisation 4 et 7 est similaire. Pour cette raison, on comprend qu’il est préférable que la superficie totale des orifices soit comprise entre 5,7 mm² et 7,6 mm², d’après le graphique de la .
Douzième mode de réalisation Le moteur à quatre temps à précombustion 1 du douzième mode de réalisation de la présente invention sera expliqué ci-dessous. Le douzième mode de réalisation a au moins une configuration parmi les modes de réalisation 1 à 11. Dans le douzième mode de réalisation, le diamètre minimal du premier orifice d’admission 21ia est compris entre 1,0 et 1,2 mm, et le volume de la préchambre 20 est compris entre 328 mm³ et 802 mm³.
Ici, le graphique des figures 10(a) et 10(b) est une partie des résultats des expériences menées par les présents inventeurs. La (a) indique l’IMEPcov selon la variation du CA50, pour le moteur à quatre temps des exemples de réalisation 8 et 9 et des exemples de comparaison 5 et 6. Les conditions d’expérience des exemples de réalisation 8 et 9 et des exemples de comparaison 5 et 6 sont identiques les unes des autres. Le moteur thermique de l’exemple de comparaison 5 n’a pas de préchambre. Le moteur thermique de l’exemple de comparaison 5 a une configuration identique au moteur thermique des exemples de réalisation 8 et 9 et de l’exemple de comparaison 6, à l’exception de la présence ou non de la préchambre. Le tableau 2 ci-dessous indique le volume de la préchambre du moteur thermique des exemples de réalisation 8 et 9 et de l’exemple de comparaison 6. Le moteur thermique des exemples de réalisation 8 et 9 et de l’exemple de comparaison 6 a la même configuration les uns avec les autres, à l’exception de la préchambre. Le diamètre minimal du premier orifice d’admission 21ia du moteur thermique des exemples de réalisation 8 et 9 et de l’exemple de comparaison 6 est identique les uns avec les autres, et est compris entre 1,0 mm et 1,2 mm. Sur le graphique de la (a), l’exemple de comparaison 6, où le volume de la préchambre est supérieur à 802 mm³, a une stabilité de combustion plus basse que l’exemple de comparaison 5, où aucune préchambre n’est installée. La stabilité de combustion de l’exemple de réalisation 9, dont le volume de préchambre est de 802 mm³, est similaire à l’exemple de comparaison 5, où aucune préchambre n’est installée. L’exemple de réalisation 8, où le volume de préchambre est inférieur à 802 mm³, a une stabilité de combustion plus élevée que l’exemple de réalisation 9 et l’exemple de comparaison 5.
La (b) indique l’IMEPcov selon la variation du régime moteur, pour le moteur à quatre temps des exemples de réalisation 10 à 12 et de l’exemple de comparaison 7. Les conditions d’expérience des exemples de réalisation 10 à 12 et de l’exemple de comparaison 7 sont identiques les unes des autres. Le moteur thermique de l’exemple de comparaison 7 n’a pas de préchambre. Le tableau 3 ci-dessous indique le volume de la préchambre du moteur thermique des exemples de réalisation 10 à 12. Le moteur thermique des exemples de réalisation 10 à 12 a la même configuration les uns avec les autres, à l’exception de la préchambre. En outre, le volume de la préchambre de l’exemple de réalisation 10 a pour valeur 329 mm³ sur le tableau 3, mais sa valeur plus exacte est 328,7 mm³. Le diamètre minimal du premier orifice d’admission 21ia du moteur thermique des exemples de réalisation 10 à 12 et de l’exemple de comparaison 7 est égal à 1,2 mm. De manière générale, la réduction du volume de la préchambre a des contraintes structurelles. 328,7 mm³, qui est la valeur du volume de la préchambre de l’exemple de réalisation 10, est la valeur minimale du volume de la préchambre déterminée par les contraintes structurelles. Comme on peut le voir sur le graphique de la (b), la stabilité de combustion ne change pas beaucoup, même si on réduit le volume de la préchambre à la valeur minimale de volume de la préchambre déterminée par les contraintes structurelles.
Le moteur à quatre temps à précombustion d’un mode de réalisation de la présente invention peut avoir la configuration suivante : un taux de compression du moteur à quatre temps à précombustion peut être supérieur ou égal à 11.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, la zone de charge faible est la zone la plus faible lorsque la zone de charge du moteur thermique est partagée en deux parties égales allant de la zone la plus faible à la zone la plus élevée.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, « l’injection se termine avant un point intermédiaire entre le point mort haut d’échappement et le point mort bas d’admission » signifie que l’injection se termine avant que l’angle de vilebrequin n’atteigne l’angle de vilebrequin du point intermédiaire entre le point mort haut d’échappement et le point mort bas d’admission en un cycle (4 temps). Le terme « intermédiaire » signifie ici « au milieu ».
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, le rapport air/carburant, qui est le rapport de mélange entre le carburant et l’air, est représenté par le premier rapport air/carburant, le deuxième rapport air/carburant, et le troisième rapport air/carburant. Le premier rapport air/carburant est le rapport air/carburant pouvant être traité avec un catalyseur à trois voies après la combustion. Le premier rapport air/carburant peut être le rapport de mélange théorique (rapport stœchiométrique), ou une plage de rapport air/carburant incluant le rapport de mélange théorique. Le premier rapport air/carburant peut être un rapport air/carburant proche du rapport stœchiométrique. Le premier rapport air/carburant peut être une plage incluant un rapport air/carburant proche du rapport stœchiométrique mais qui n’inclut pas le rapport stœchiométrique. Le deuxième rapport air/carburant est plus riche que le premier rapport air/carburant. Si le premier rapport air/carburant est un rapport air/carburant proche du rapport stœchiométrique, ou une plage n’incluant pas le rapport stœchiométrique, le deuxième rapport air/carburant peut être plus riche que le rapport stœchiométrique ou non. Le troisième rapport air/carburant est plus pauvre que le premier rapport air/carburant. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, « riche » signifie que le carburant du mélange air-carburant est plus dense. « Pauvre » signifie que le carburant du mélange air-carburant est plus faible. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, le rapport air/carburant pouvant être traité avec un catalyseur à trois voies après la combustion est un rapport air/carburant tel que les gaz d'échappement produits après la combustion du mélange air-carburant peuvent être traités avec un catalyseur à trois voies. Le dispositif de commande peut commander l’injecteur d’admission sur au moins une partie de la zone de charge faible, de sorte que le mélange air-carburant, mélangé dans le passage d’admission et la chambre de combustion principale, soit le rapport stœchiométrique ou un rapport air/carburant plus riche que le rapport stœchiométrique. Le moteur à quatre temps à précombustion de la présente invention a un catalyseur disposé dans le passage d’échappement. Le moteur à quatre temps à précombustion de la présente invention peut avoir un catalyseur à trois voies disposé dans le passage d’échappement. Le moteur à quatre temps à précombustion de la présente invention peut avoir un catalyseur qui n’est pas un catalyseur à trois voies disposé dans le passage d’échappement. Le moteur à quatre temps à précombustion de la présente invention possède une sonde lambda qui est disposé entre la chambre de combustion principale et le catalyseur, et qui détecte la concentration en oxygène des gaz d'échappement circulant dans le passage d’échappement.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, le dispositif d’aide à l’allumage, qui aide à l’allumage du mélange air-carburant dans la préchambre ou la chambre de combustion principale, est par exemple un dispositif générant des décharges par micro-ondes, un dispositif générant des décharges à barrière diélectrique (décharges silencieuses), ou bien, une bougie d'allumage qui allume le mélange air-carburant de la chambre de combustion principale, entre autres. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, l’expression « le moteur à quatre temps à précombustion n’a pas de dispositif d’aide à l’allumage » n’inclut pas seulement l’absence d’un dispositif d’aide à l’allumage séparé de la bougie d'allumage de préchambre, mais également l’absence de fonction de dispositif d’aide à l’allumage dans la bougie d'allumage de préchambre.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, l’expression « le volume de la préchambre est plus petit que celui de la chambre de combustion principale » signifie que le volume de la préchambre est inférieur au volume minimal de la chambre de combustion principale. En outre, le volume de la chambre de combustion principale varie avec le déplacement du piston. Le volume de la préchambre est le volume de l'espace intérieur de la préchambre. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, l’espace intérieur de la préchambre n’inclut pas l’espace interne des orifices de liaison. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, la surface interne de la préchambre est la surface qui forme l'espace intérieur de la préchambre. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, la bougie d'allumage de préchambre forme une partie de la surface interne de la préchambre. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, l’expression « aucune protubérance n’est formée sur la surface interne de la préchambre mise à part la bougie d'allumage de préchambre » signifie qu’aucune protubérance n’est formée sur la surface interne de la préchambre, ou qu’une protubérance formée sur la surface est uniquement due à la bougie d'allumage de préchambre.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, la longueur de l’espace intérieur de la préchambre sur la direction axiale de bougie est la longueur entre les deux extrémités de l’espace intérieur de la préchambre sur la direction axiale de bougie. Autrement dit, il s’agit de la distance entre le plan traversant une extrémité de l’espace intérieur de préchambre sur la direction axiale de bougie et orthogonal à la direction axiale de bougie, et le plan traversant l’autre extrémité de l’espace intérieur de préchambre sur la direction axiale de bougie et orthogonal à la direction axiale de bougie. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, la définition de la longueur de l’espace intérieur de préchambre sur la direction orthogonale à la direction axiale de bougie est également identique à ce qui précède. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, la longueur maximale de l’espace intérieur de la préchambre sur la direction orthogonale à la direction axiale de bougie est la longueur maximale parmi les longueurs de l’espace intérieur de préchambre situées sur plusieurs directions orthogonales à la direction axiale de bougie.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, l’axe central du trou cylindrique n’est pas un segment qui existe uniquement dans la zone où le trou cylindrique existe, mais est une droite qui s’étend à l'infini. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, l’axe central de la bougie d'allumage de préchambre n’est pas un segment qui existe uniquement sur la zone où existe la bougie d'allumage de préchambre, mais est une droite qui s'étend à l'infini. L’axe central de la bougie d'allumage de préchambre peut être parallèle ou non à l’axe central du trou cylindrique.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, la bouche d’admission est l’extrémité la plus proche de la chambre de combustion principale sur la partie de forme circulaire en contact avec la tête de soupape de la soupape d’admission. La bouche d’échappement est l’extrémité la plus proche de la chambre de combustion principale sur la partie de forme circulaire en contact avec la tête de soupape de la soupape d'échappement. Le nombre d’au moins une bouche d’admission dans la présente invention peut être de un ou plus.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, l’axe central du premier orifice d’admission n’est pas un segment qui existe uniquement dans la zone où le premier orifice d’admission (orifice de liaison) existe, mais est une droite qui s’étend à l'infini. La définition de l’axe central des orifices de liaison est identique. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, « la demi-droite qui se superpose à l’axe central des orifices de liaison et qui s’étend en direction de la chambre de combustion principale sans traverser l’espace intérieur de la préchambre depuis les orifices de liaison » n’inclut pas la partie de l’axe central des orifices de liaison située à l’intérieur des orifices de liaison. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, le diamètre du premier orifice d’admission est le diamètre du premier orifice d’admission (orifice de liaison) sur la coupe orthogonale à l’axe central du premier orifice d’admission (orifice de liaison). Le diamètre de l’orifice d'échappement, qui est un orifice de liaison, a également la même définition. De plus, le diamètre de l’orifice d’admission, qui est un orifice de liaison, a également la même définition. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, si le diamètre maximal des orifices d’échappement sont différents les uns des autres, « le diamètre minimal du premier orifice d’admission est supérieur au diamètre maximal des orifices d’échappement » signifie que le diamètre minimal du premier orifice d’admission est supérieur à la valeur maximale de chacun des diamètres maximums des orifices d’échappement.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, le nom d’ « orifice d’admission » n’est pas utilisé pour désigner un orifice servant à l’admission. Le nom d’ « orifice d’admission » est utilisé car il s’agit d’un orifice de liaison proche de la bouche d’admission. Dans la présente invention et ses modes de réalisation, le premier orifice d’admission est un orifice de liaison proche de la première bouche d’admission.
Dans la présente invention et ses modes de réalisation, le nom d’ « orifice d’échappement » n’est pas utilisé pour désigner un orifice servant à l’échappement. Le nom d’ « orifice d’échappement » est utilisé car il s’agit d’un orifice de liaison proche de la bouche d’échappement.