FR2895019A1 - Bol de piston pour moteur diesel a injection directe - Google Patents

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Abstract

Chambre de combustion comportant un cylindre dont une extrémité est sensiblement obturée par une portion de culasse, et dans lequel se déplace un piston (2), le piston (2) comportant, au regard de la portion de culasse, un évidemment formant un bol de combustion (1) dans lequel est ménagé un bossage (8) sensiblement saillant vers ladite portion de culasse, ladite chambre de combustion étant également munie d'au moins un injecteur de carburant (3) sensiblement décentré par rapport à l'axe de révolution (X) dudit cylindre, dans laquelle des encoches (10) sont ménagées à la surface dudit bossage (8) dudit bol de combustion (1).

Description

BOL DE PISTON POUR MOTEUR DIESEL A INJECTION DIRECTE
La present e invention se rapport e au domaine des chambres de 5 combustion de moteurs diesel, et est preferentiellement destinee a des moteurs diesel de type "common rail". II est connu, pour ameliorer les performances de ce type de moteurs tout en reduisant, d'une part, leur consommation en carburant, et, d'autre part, leurs emissions de polluants, d'agir sur la qualite du melange entre les gaz 10 d'admission et le carburant : it sera ainsi, plus particulierement, recherche de realiser un melange homogene dans la chambre de combustion du moteur, et, principalement, dans le bol de combustion du piston. Une telle homogeneite est, en particulier, obtenue par une optimisation de la pulverisation du carburant et des mouvements de la charge de gaz d'admission dans le bol de 15 combustion : la geometrie dudit bol de combustion doit ainsi titre adaptee a la geometrie du ou des injecteurs, et deux categories de geometries de bol peuvent et re di st i nguees. Le document FR2716495, par exemple, decrit un bol de combustion dont ('axe est decentre par rapport a ('axe du cylindre dans lequel i I est place, 20 de maniere a ce que ('axe de symetrie dudit bol soit le plus proche possible de I'extremite de la buse de I'injecteur de carburant, ledit injecteur etant egalement decentre par rapport audit axe dudit cylindre. Un tel bol de combustion est toutefois limite en diametre, une distance minimale devant titre respectee entre ledit bol et la paroi externe du piston, de maniere a 25 garantir une bonne tenue thermomecanique de ('ensemble. De maniere alternative, le document FR2844012, par exemple, present e un bol de combustion centre par rapport a ('axe du cylindre, I'injecteur etant, de meme que dans le document FR2716495, decentre par rapport audit axe dudit cylindre. Dans ce cas, la geometrie du bossage central 30 dudit bol doit titre optimisee de maniere a limiter les interactions avec la nappe de carburant injectee par I'injecteur, interactions defavorables a la realisation d'une bonne homogeneite du melange dans ledit bol, et conduisant donc a une combustion imparfaite, generatrice d'une plus grande quantite de -2- polluants. D'une maniere generale, ledit bossage central du bol de combustion est, dans ce cas, assez bas : it en resulte toutefois, pour conserver un taux de compression correct, que le diametre du bol de combustion est alors reduit, afin que le volume dudit bol de combustion reste constant.
Plusieurs solutions ont ete proposees, pour les deux categories de bols de combustion precitees, afin de limiter les interactions entre ledit bossage central du bol et les jets issus de ('injecteur. Ces solutions s'appuient essentiellement sur une optimisation de la forme du bol de combustion luimeme (voir par exempt e, et de maniere non exhaustive, les documents US5970946 ou W002/088528). Ales reposent, le plus souvent, sur la mise en oeuvre de geometries tits precises, dont la realisation peut parfois s'averer couteuse. Diverses solutions ont egalement eta proposees afin d'ameliorer les mouvements des gaz d'admission dans !edit bol de combustion, af in d'ameliorer !'homogeneite du melange : le document FR2840018 presente ainsi un bol de combustion dont les parois laterales comportent un certain nombre d'orifices traversant et debouchant, a !'une de leurs extremites, tangentiellement dans le volume interieur dudit bol de combustion, et, a leur extremite opposee, dans des degagements menages dans !a zone de chasse peripherique aux parois lateralesdudit bol de combustion. Un tel agencement toutefois n'a pasd'impact sur les interactions eventuelles entre les jets de carburant issus de !'injecteur et le bossage interieur dudit bol de combustion. Le but de la present e invention est de proposer un agencement particulier et original d'une chambre de combustion permettant d'optimiser les trajets des jets de carburant issus d'un injecteur et de limiter les interactions desditsjets avec le bossage central du bol de combustion. L'invention atteint son but grace a une chambre de combustion comportant un cylindre dont une extremite est sensiblement obturee par une portion de culasse, et dans lequel se deplace un piston, !edit piston comportant, au regard de ladite portion de culasse. Un evidemment formant un bol de combustion dans lequel est menage un bossage sensiblement saillant vers ladite portion de culasse, ladite chambre de combustion etant egalement munie d'au moins un injecteur de carburant sensiblement decentre par rapport a !'axe de revolution dudit cylindre, caracterisee en ce que des encoches sont menagees a la surface dudit bossage dudit bol de combustion. Avantageusement, lesdites encoches s'etendent a partir de la partie la plus elevee dudit bossage vers !es regions de raccordement dudit bossage au 5 fond dudit bol de combustion. Dans un mode de realisation prefers de !'invention, le nombre, !'orientation, et !a profondeur desdites encoches sont determines en fonction du nombre et de !'orientation des jets de carburant issus de !'injecteur, ainsi que de !a distance entre !a buse dudit injecteur et ladite partie !a plus elevee 10 dudit bossage. D'autres caracteristiques et avantages de !'invention ressortiront a !a lecture de !a description qui suit, en reference aux dessins annexes dans lesquels : !a figure 1 est une vue schematique en coupe d'un bol de combustion tel 15 que connu dans l'etat de !a technique, centre par rapport a !'axe du cylindre dans lequel le piston comportant !edit bol de combustion est place, et associe a un injecteur de carburant decentre par rapport audit axe dudit cylindre, !a figure 2 est une vue schematique en perspective d'un bol de 20 combustion d'une chambre de combustion se! on !'invention. La figure 1 presente un bol de combustion 1 d'un piston 2 tel que classiquement connu dans l'etat de !a technique, centre par rapport a !'axe de revolution X du cylindre (non represents sur la figure 1) dans lequel !edit bol de combustion 1 est place. Le bol de combustion 1 est associe a au moins un 25 injecteur 3, ici decentre par rapport audit axe de revolution Xdudit cylindre. Le bol de combustion 1 comprend principalement une entree de bol 4, presentant ou non une restriction de diametre 5, ou levre, ainsi qu'un ensemble de parois laterales 6 de geometrie appropriee, se raccordant a un fond de bol 7 de forme appropriee. La forme desdites parois laterales 6 et fond de bol 7 peut 30 titre, par exemple et de maniere non exhaustive, partiellement spherique ou toroidale. Le fond de bol 7 comporte en outre une elevation 8, ou bossage, s'etendant sensiblement en direction de ladite entree de bol 4, et se raccordant progressivement audit fond de bol 7. Dans le mode de realisation presents par -4- la figure 1, ledit bossage 8 est sensiblement centre par rapport audit axe de revolution X dudit bol de combustion 1 et dudit cylindre, mais dans des modes de realisation alternatifs, ledit bossage 8 peut titre decentre par rapport audit axe X.
II apparait clairement sur la figure 1 que, ledit injecteur 3 etant decentre par rapport audit axe X, les longueurs des jets 9 de carburant, issus de la buse dudit injecteur 3, sont inegales dans ledit bol de combustion 1. De plus cette figure met en evidence le risque d'interaction entre lesditsjets9 et ledit bossage 8, en particulier avec la partie la plus elevee de ce dernier.
Ainsi que le presente la figure 2, !'invention propose de limiter, voire de supprimer, ces interactions, par !a realisation, dans !edit bossage 8, d'un certain nombre d'encoches 10 (dans le mode de realisation presents par !a figure 2, trois encoches 10 ont ete realisees sur !edit bossage 8). Chacune desdites encoches 10, de forme allongee, s'etend sensiblement radialement, a partir de !a partie !a plus elevee 11 dudit bossage 8 (sur !a figure 2 : !a partie centrale dudit bossage 8), et en direction des bords dudit bossage 8. L'orientation et !a profondeur de chacune desdites encoches 10 sont, par ailleurs, definies de telle sorte que les interactions desdits jets de carburant 9 issus dudit injecteur 3 avec !edit bossage 8, et, plus particulierement avec ladite partie !a plus elevee 11 dudit bossage 8, sont limites au maximum. Le nombre desdites encoches 10 est, egalement, defini en fonction du nombre de jets elementaires 9 issus dudit injecteur 3 : ainsi, le mode de realisation illustre par !a figure 2, non limitatif, presente pour un injecteur 3 a six trous, !a realisation de trois encoches 10 sur !edit bossage 8.
L'invention permet ainsi, a partir d'une geometrie classique et de realisation simple d'un bol de combustion 1 d'une chambre de combustion, d'optimiser le trajet des jets de carburant 9 issus d'un injecteur 3, en limitant les possibles interactions desdits jets 9 avec le bossage 8 dudit bol de combustion 1.
II est a noter que !'invention ne se limite pas au mode de realisation represents par les figures : en particulier, elle s'applique egalement au cas of !edit bol de combustion 1 (et donc ladite partie 11 !a plus elevee dudit bossage 8) n'est pas centre par rapport audit axe de revolution X du cylindre. Ale s'applique egalement au cas oia ledit bossage 8, contrairement au cas presente par les figures, n'est pas symetrique et s'etend dans une direction formant, avec ledit axe de revolution Xdudit cylindre, un angle compris entre 0 et 90 .

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Chambre de combustion comportant un cylindre dont une extremite est sensiblement obturee par une portion de culasse, et dans lequel se deplace un piston (2), (edit piston (2) comportant, au regard de cette portion de culasse, un evidemment formant un bol de combustion (1) dans lequel est menage un bossage (8) sensiblement saillant vers la portion de culasse, la chambre de combustion etant egalement munie d'au moins un injecteur de carburant (3) sensiblement decentre par rapport a ('axe de revolution (X) du cylindre, caracterisee en ce des encoches (10) sont menagees a la surface du bossage (8) du bol de combustion (1).
2. Chambre de combustion selon la revendication 1, caracterisee en ce que chacune des encoches (10), de forme sensiblement allongee, s'etend sensiblement, a partir du voisinage de la partie la plus elevee (11) dudit bossage (8), dans la direction des zones de raccordement du bossage (8) au fond de bol (7).
3. Chambre de combustion selon ('une ou t'autre des revendications 1 ou 2, caracterisee en ce que la profondeur et ['orientation de chacune des encoches (10) sont definies, en fonction de la distance entre la buse par laquelle la carburant est injectee par ('injecteur (3) et la partie la plus elevee (11) du bossage (8), de maniere a limiter 1es interactions entre les trajectoires des jets de carburant (9) issus dudit injecteur (3) et le bossage (8).
4. Chambre de combustion selon tune quelconque des revendications 1 a 3, caracterisee en ce que le nombre des encoches (10) est defini en fonction du nombre de trous d'injection de la buse de ['injecteur (3).
5. Moteur a combustion interne comprenant au moins une chambre de combustion selon tune quelconque des revendications 1 a 4.
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