Moteur à combustion interne et allumage par compression La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne et allumage par compression, comprenant une culasse présentant au moins un con duit d'admission d'air et un conduit d'échappement des gaz, ces conduits étant d'une pièce avec la cu lasse, celle-ci présentant un trou dans lequel est inséré le gicleur d'un injecteur de carburant et comprenant des ailettes de refroidissement, et un plateau monté sur la culasse pour former avec celle-ci un passage d'écoulement de l'air.
Ce moteur est caractérisé en ce que l'injecteur comprend un écrou présentant des ai lettes de refroidissement, agencé pour retenir le gicleur sur un corps principal de l'injecteur et en ce que la culasse comprend des ailettes de refroidisse ment et une paroi agencée pour obliger l'air de refroi dissement qui s'écoule dans le conduit d'admission d'air à s'écouler vers et sur ledit écrou de l'injecteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du moteur faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe partielle par l'axe d'un cylindre du moteur de la première forme d'exécution. La fig. 2 est une vue en plan de la culasse repré sentée à la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe partielle correspondant à la fig. 1, de la seconde forme d'exécution.
La fig. 4 est une vue en bout d'un organe repré senté à la fig. 3.
Dans la première forme d'exécution représentée, le moteur à combustion interne et allumage par com pression comprend un cylindre 10 à ailettes extérieu- res dans lequel travaille un piston 11 du type habituel une culasse 12 et une plaque de serrage 13.
La culasse 12 présente, venu de fabrication, un conduit d'admission d'air 14 menant d'un collecteur d'air (non représenté) à une lumière d'admission d'air ménagée dans la culasse, un conduit d'échappement 15 menant d'une lumière d'échappement à un col lecteur d'échappement (non représenté), deux colon nes verticales 16, 17 alésées pour recevoir les guides de soupape d'admission et d'échappement 18 et 19 respectivement.
Le guide de soupape d'admission 18 est ajusté à la presse dans la culasse 12 et présente un jeu à partir d'un trou pratiqué dans la plaque de serrage 13 dans lequel il fait saillie, et un anneau de scellage 20, de section circulaire, est monté autour du guide 18 pour empêcher le passage d'huile de lu brification à travers le trou jusqu'au-dessous de la plaque de serrage 13. Le guide de soupape d'échap pement 19 est ajusté à la presse à la fois dans la cu lasse 12 et la plaque de serrage 13.
La culasse 12 présente également un trou à tra vers lequel s'étend un injecteur de combustible 21. Le trou est façonné pour recevoir le siège 22 d'une extrémité de l'injecteur et présente une partie tron conique 23 au-delà du siège s'étendant vers le cy lindre.
La culasse est également munie d'ailettes qui sont destinées à fournir un refroidissement efficace de l'injecteur 21. Les ailettes comprennent une ailette centrale 24 qui sépare les courants d'air sur le con duit 14 et sur le conduit 15 et est arquée à son extré mité aval pour dévier l'air s'écoulant entre elle et le conduit 15 vers le courant d'air s'écoulant sur des ailettes 25 solidaires du conduit 15 et sur la colonne 17, empêchant ainsi ce courant d'air qui est relative- ment chaud de venir en contact avec l'injecteur 21.
Le conduit 14 et les parties adjacentes de la culasse 12 présentent des ailettes 26 et une paroi continue 27 qui est façonnée pour dévier le courant d'air relati vement froid s'écoulant sur le conduit 14 et la colonne 16 et l'envoyer sur l'injecteur 21 en vue de le refroi dir. L'existence d'une plaque de serrage séparée 13 et le dessin des ailettes permettent de fabriquer la culasse par un procédé de moulage simple évitant l'usage de noyaux compliqués comme cela serait né cessaire si la paroi supérieure de l'espace de refroi dissement d'air était venue de fabrication avec la cu lasse 12.
Les ailettes sont également construites. pour permettre un écoulement d'air rapide de vitesse prati quement constante à travers des espaces d'air entre la culasse 12 et la plaque de serrage 13.
La plaque de serrage 13 repose sur les ailettes et est destinée à empêcher un cintrage de la culasse. La dite plaque de serrage comporte, montés sur elle, deux supports 28 portant les culbuteurs de soupape 29 et des creusures 30 recevant les ressorts de soupape 31. Entre les supports 28, la plaque de serrage pré sente un trou cylindrique 32 à travers lequel fait sail lie l'injecteur 21 qui est retenu en position par une traverse 33 s'appuyant sur l'extrémité supérieure de l'injecteur 21 et fixée aux supports 28.
Pour s'assurer du refroidissement efficace de l'injecteur 21, on utilise un injecteur comprenant un corps principal 21a contenant les pièces mobiles de l'injecteur et muni de deux brides 21b. Ces brides 21b occupent le trou 32 et reçoivent entre elles un anneau d'étanchéité 21c ; les brides 21b, l'anneau 21c et le trou 32 fournissent un premier repère pour l'injecteur. Cet injecteur comprend, en outre, un gi cleur 21d qui est maintenu contre l'extrémité du corps principal 21a par une partie formant écrou 21e vis sée sur le corps principal.
L'écrou 21e présente des ailettes 34 sur la partie qui s'étend dans l'espace balayé par le courant d'air et comprend une bride 35 s'appuyant sur le siège 22 pour fournir un second repère pour l'injecteur, et une partie annulaire 36 qui fait saillie à partir de la bride 35, entoure le sommet du gicleur 21d avec un léger jeu, par exemple de 0,127 mm et présente une surface extérieure de forme tronconique de manière à laisser un jeu d'environ 0,38 mm à partir de la partie tronconique 23 du trou de la culasse et de telle sorte que la partie 36 diminue en épaisseur en s'éloignant de la bride 35 vers le cylindre.
La sur face conique de la partie 36 et la paroi de son alésage se raccordent en formant un bord adjacent à l'extré mité du gicleur. On a trouvé que l'existence de la partie tronconique 36 et des ailettes 34 favorise le re froidissement de l'injecteur de façon notable.
L'écrou 21e peut comporter des parties faites en un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée. L'écrou 21e comprend une partie filetée cy lindrique en un métal présentant une résistance éle vée à la traction, cette partie servant à fixer le gi cleur 21d contre le corps principal 21a, et un man- chop extérieur qui vient s'appuyer contre la partie cylindrique du gicleur en un ajustage à glissement serré et qui porte les ailettes de refroidissement 34, la bride 35 et la partie annulaire 36.
Le manchon ex térieur est formé d'un métal ayant une forte conduc- tibilité calorifique, de sorte que la chaleur est élimi née plus rapidement à partir du bout du gicleur.
Dans une variante non représentée, la partie por tant la bride 35 et la partie annulaire 36 sont for mées séparément de l'écrou 21e, les deux parties butant l'une contre l'autre axialement par rapport à l'injecteur. Dans ce cas, la partie portant la bride 35 et la partie 36 constituent un ajustage coulissant serré sur le bout du gicleur 21d et sont formées d'un mé tal très bon conducteur de la chaleur, ce qui a pour effet que la vitesse de conduction de la chaleur par tant de la pointe du gicleur est considérablement aug mentée. L'écrou est formé bien entendu en un ma tériau tel que de l'acier ayant une résistance élevée à la traction.
Les ailettes 34 sont solidaires de la partie filetée de l'écrou et de plus, la partie formant la bride 35 peut présenter une longueur axiale suffi sante pour être munie d'une ou de plusieurs ailettes de refroidissement radiales à ses extrémités butant contre l'écrou.
Le moteur est également muni d'un couvercle de culbuteur 37 et du levier normal 38 de décompres sion.
L'alimentation en air de refroidissement peut être effectuée de diverses manières. Par exemple, un re froidissement peut être prévu à gauche du moteur (vu à la fig. 1) pour amener l'air de refroidissement sur ce côté du cylindre 10 et de l'espace d'air de refroidissement entre la culasse 12 et la plaque de serrage, l'air s'écoulant du moteur vers la droite.
Dans la seconde forme d'exécution représentée aux fia. 3 et 4, le corps de l'injecteur comprend une partie principale tubulaire 40 dans laquelle sont mon tées les pièces mobiles de l'injecteur et une partie for mant écrou 41 qui est vissée sur la partie principale 40 et qui fixe sur celle-ci un gicleur 42. Dans ce but, l'écrou 41 présente un épaulement intérieur 43 qui vient en prise avec une bride annulaire extérieure correspondante 44 du gicleur 42, la bride 44 étant placée de telle manière que la partie inférieure du gicleur 42 fasse saillie au-dessous de l'extrémité in férieure de l'écrou 41.
La surface extérieure de l'écrou 41 est usinée de façon précise à son extré mité inférieure pour fournir un repère 41a dans la culasse pour l'extrémité inférieure de l'injecteur, le bord inférieur du repère 4l a étant légèrement chan- freiné.
La culasse du moteur comprend une paroi inté rieure 45 et une paroi extérieure 46 formée par une plaque de serrage avec un espace d'air intermédiaire, la face inférieure de la paroi intérieure 45 étant ad jacente aux cylindres.
La paroi intérieure 45 présente un trou 47 pour le passage du gicleur 42, ce trou 47 présentant une partie de diamètre plus grand 48 à son extrémité éloignée du cylindre, déterminant ainsi une butée an nulaire 49 au changement de diamètre. La paroi ex térieure 46 de la culasse présente un trou 50 permet tant l'insertion de l'injecteur. Lorsque l'injecteur est inséré, ses parties principales passent à travers le trou 50 dans la paroi 46 et le gicleur 42 s'ajuste dans le trou 47 de la paroi intérieure, de sorte que l'extrémité du gicleur 42 est à niveau avec les parties adjacentes de la surface supérieure du cylindre.
Le repère 41c usiné sur l'écrou 41 s'engage dans la partie correspon dante 48 de plus grand diamètre du trou 47 et un anneau d'étanchéité aux gaz 51 est intercalé entre l'extrémité de l'écrou 41 et la butée annulaire 49. L'injecteur est maintenu vers le bas sur la butée.
Le corps de l'injecteur présente une bride de fixation 52, formant une surface de repérage desti née à venir en prise avec la paroi extérieure 46 du cylindre à l'endroit du trou 50. Une rainure 53 est usinée sur la périphérie de la bride 52 et contient un anneau de caoutchouc 54 pour empêcher une fuite d'huile de lubrification dans l'espace intermédiaire entre les parois intérieure et extérieure de la culasse. D'autres types de presse-étoupe étanches à l'huile peuvent être utilisés.
Dans cette forme d'exécution, des ailettes de re froidissement périphériques 55 sont prévues sur les surfaces extérieures du corps principal 40 et de l'écrou 41 de l'injecteur entre le repère 41a et la bride de fixation 52. L'écoulement de l'air de refroi dissement entre les parois intérieure et extérieure 45, 46 de la culasse du moteur passe ainsi par-dessus la partie à ailettes du corps de l'injecteur pour assu rer un refroidissement effectif de l'injecteur.
L'écrou est formé normalement sur un tour auto matique et ainsi le coût supplémentaire d'usinage des ailettes de refroidissement sur lui est peu important. De plus, lorsque l'écrou est formé à partir d'une barre hexagonale, les flancs nécessaires pour la clé sont déjà prévus et les ailettes de refroidissement 55 sont formées en découpant les méplats.
Internal combustion engine and compression ignition The present invention relates to an internal combustion engine and compression ignition, comprising a cylinder head having at least one air intake duct and a gas exhaust duct, these ducts being in one piece with the cylinder head, the latter having a hole in which the nozzle of a fuel injector is inserted and comprising cooling fins, and a plate mounted on the cylinder head to form therewith a passage air flow.
This engine is characterized in that the injector comprises a nut having cooling fins, arranged to retain the nozzle on a main body of the injector and in that the cylinder head comprises cooling fins and a wall arranged for forcing the cooling air flowing in the air intake duct to flow to and over said injector nut.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the engine forming the subject of the invention.
Fig. 1 is a partial section through the axis of a cylinder of the engine of the first embodiment. Fig. 2 is a plan view of the cylinder head shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a partial section corresponding to FIG. 1, of the second embodiment.
Fig. 4 is an end view of a member shown in FIG. 3.
In the first embodiment shown, the internal combustion and ignition by pressure engine comprises a cylinder 10 with external fins in which a piston 11 of the usual type works, a cylinder head 12 and a clamping plate 13.
The cylinder head 12 has, from manufacture, an air intake duct 14 leading from an air manifold (not shown) to an air intake port formed in the cylinder head, an exhaust duct 15 leading from an exhaust port to an exhaust drive neck (not shown), two vertical columns 16, 17 bored to receive the intake and exhaust valve guides 18 and 19 respectively.
The inlet valve guide 18 is press-fitted in the cylinder head 12 and has a clearance from a hole in the clamping plate 13 into which it protrudes, and a sealing ring 20, of circular section. , is mounted around the guide 18 to prevent the passage of lubricating oil through the hole to below the clamping plate 13. The exhaust valve guide 19 is press-fitted at the same time. in the cup 12 and the clamping plate 13.
The cylinder head 12 also has a hole through which extends a fuel injector 21. The hole is shaped to receive the seat 22 from one end of the injector and has a tapered section 23 beyond the seat s. 'extending towards the cylinder.
The cylinder head is also provided with fins which are intended to provide efficient cooling of the injector 21. The fins include a central fin 24 which separates the air streams over the duct 14 and over the duct 15 and is arcuate. its downstream end to deflect the air flowing between it and the duct 15 towards the air stream flowing over fins 25 integral with the duct 15 and over the column 17, thus preventing this current of air which is relatively hot to come into contact with the injector 21.
The duct 14 and the adjacent parts of the cylinder head 12 have fins 26 and a continuous wall 27 which is shaped to deflect the relatively cold air stream flowing over the duct 14 and the column 16 and send it to the air flow. 'injector 21 for cooling dir. The existence of a separate clamping plate 13 and the design of the fins make it possible to manufacture the cylinder head by a simple molding process avoiding the use of complicated cores as would be necessary if the upper wall of the cooling space air had come from manufacture with the lasse 12.
The fins are also built. to allow rapid airflow of substantially constant speed through air spaces between cylinder head 12 and clamping plate 13.
The clamping plate 13 rests on the fins and is intended to prevent bending of the cylinder head. Said clamping plate comprises, mounted on it, two supports 28 carrying the valve rocker arms 29 and recesses 30 receiving the valve springs 31. Between the supports 28, the clamping plate has a cylindrical hole 32 through which there is made. sail links the injector 21 which is retained in position by a cross member 33 resting on the upper end of the injector 21 and fixed to the supports 28.
To ensure effective cooling of the injector 21, an injector is used comprising a main body 21a containing the moving parts of the injector and provided with two flanges 21b. These flanges 21b occupy the hole 32 and receive between them a sealing ring 21c; the flanges 21b, the ring 21c and the hole 32 provide a first mark for the injector. This injector further comprises a nozzle 21d which is held against the end of the main body 21a by a part forming a nut 21st screw on the main body.
The nut 21e has fins 34 on the part which extends into the space swept by the air current and includes a flange 35 resting on the seat 22 to provide a second mark for the injector, and a annular portion 36 which protrudes from the flange 35, surrounds the top of the nozzle 21d with a slight play, for example 0.127 mm and has an outer surface of frustoconical shape so as to leave a play of about 0.38 mm from the frustoconical portion 23 of the cylinder head hole and such that the portion 36 decreases in thickness as it moves away from the flange 35 towards the cylinder.
The conical surface of part 36 and the wall of its bore are connected by forming an edge adjacent to the end of the nozzle. It has been found that the existence of the frustoconical part 36 and of the fins 34 significantly promotes cooling of the injector.
The nut 21e may have parts made of a material having a high heat conductivity. The nut 21e comprises a cylindrical threaded part of a metal having a high tensile strength, this part serving to fix the jig 21d against the main body 21a, and an outer sleeve which comes to rest against the handle. cylindrical part of the nozzle in a tight slip fit and which carries the cooling fins 34, the flange 35 and the annular part 36.
The outer sleeve is formed of a metal having high heat conduc- tivity, so that heat is removed more quickly from the tip of the nozzle.
In a variant not shown, the part carrying the flange 35 and the annular part 36 are formed separately from the nut 21e, the two parts abutting one against the other axially relative to the injector. In this case, the part carrying the flange 35 and the part 36 constitute a tight sliding fit on the tip of the nozzle 21d and are formed of a metal which is very good conductor of heat, which has the effect that the conduction speed heat through both the nozzle tip is considerably increased. The nut is of course formed from a material such as steel having high tensile strength.
The fins 34 are integral with the threaded part of the nut and, moreover, the part forming the flange 35 may have an axial length sufficient to be provided with one or more radial cooling fins at its ends abutting against the nut.
The engine is also provided with a rocker arm cover 37 and the normal decompression lever 38.
The supply of cooling air can be effected in various ways. For example, cooling can be provided to the left of the engine (seen in fig. 1) to bring the cooling air to that side of the cylinder 10 and the cooling air space between the cylinder head 12 and the cylinder head. clamping plate, the air flowing from the motor to the right.
In the second embodiment shown in fia. 3 and 4, the body of the injector comprises a main tubular part 40 in which are mounted the moving parts of the injector and a part forming a nut 41 which is screwed onto the main part 40 and which fixes to the latter a nozzle 42. For this purpose, the nut 41 has an inner shoulder 43 which engages a corresponding outer annular flange 44 of the nozzle 42, the flange 44 being placed such that the lower part of the nozzle 42 protrudes from the nozzle. - below the lower end of the nut 41.
The outer surface of the nut 41 is precisely machined at its lower end to provide a mark 41a in the cylinder head for the lower end of the injector, the lower edge of the mark 41a being slightly chamfered.
The cylinder head of the engine comprises an inner wall 45 and an outer wall 46 formed by a clamping plate with an intermediate air space, the underside of the inner wall 45 being adjacent to the cylinders.
The inner wall 45 has a hole 47 for the passage of the nozzle 42, this hole 47 having a portion of larger diameter 48 at its end remote from the cylinder, thus determining an annular stop 49 to the change in diameter. The outer wall 46 of the cylinder head has a hole 50 so that the injector can be inserted. When the injector is inserted, its main parts pass through the hole 50 in the wall 46 and the nozzle 42 fits into the hole 47 in the inner wall, so that the end of the nozzle 42 is flush with the adjacent parts of the upper surface of the cylinder.
The mark 41c machined on the nut 41 engages the corresponding part 48 of larger diameter of the hole 47 and a gas tight ring 51 is interposed between the end of the nut 41 and the annular stop 49 The injector is held down on the stop.
The body of the injector has a fixing flange 52, forming a registration surface intended to engage with the outer wall 46 of the cylinder at the location of the hole 50. A groove 53 is machined on the periphery of the flange. 52 and contains a rubber ring 54 to prevent leakage of lubricating oil into the space between the inner and outer walls of the cylinder head. Other types of oil tight cable glands can be used.
In this embodiment, peripheral cooling fins 55 are provided on the outer surfaces of the main body 40 and the injector nut 41 between the mark 41a and the mounting flange 52. The flow of l The cooling air between the inner and outer walls 45, 46 of the engine cylinder head thus passes over the finned portion of the injector body to ensure effective cooling of the injector.
The nut is formed normally on an automatic lathe and thus the additional cost of machining the cooling fins on it is small. In addition, when the nut is formed from a hexagonal bar, the required flanks for the wrench are already provided and the cooling fins 55 are formed by cutting the flats.