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Perfectionnements aux moteurs à explosion à injection.
La présente invention concerne Les moteurs à explo- sion dans lesquels le carburant est introduit sous pression séparément de 1'air et son but est de réaliser, avec ce mode d'alimentation,un rendement thermique très élevé.
On sait que pour obtenir un rendement thermique élevé, il faut utiliser un mélange air-combustible pauvre, mais qu'un tel mélange présente des inconvénients quand il est homogène. Pour éviter ces inconvénients, il est connu de recourir à un mélange stratifié, c'est-à-dire, riche
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dans le voisinage des bougies et ensuite d'autant plus pau- vre que l'éloignement augmente par rapport aux bougies.
L'obtention d'un tel mélange dans un moteur à in- j ection à haute pression, surtout avec l'emploi de l'essence comme carburant se heurtait à des difficultés qui ont été surmontées dans le moteur suivent l'invention.
Ce moteur est remarquable notamment en ce qu'au voisinage immédiat de l'orifice de l'injecteur est placé un déflecteur brisant le jet de combustible qu'il épanouit en une nappe dirigée vers le sommet du piston sous un angle tel qu'elle se réfléchisse vers la bougie en vue d'enrichir le mélange en combustible à proximité de celle-ci.
Le jet de combustible ainsi brisé et épanoui ne possède plus une force de pénétration excessive et se trouve parfaitement pulvérisé. Toute projection directe sur la paroi du cylindre et tout rebondissement de gouttelettes sur celle- ci se trouvent évités, ce qui empêche les combustions incom- plètes.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'orifice de l'injecteur, les électrodes de la bougie et le point d'intersection de l'axe longitudinal du cylindre avec l'axe de l'injecteur sont situés eux sommets d'un triangle sensiblement isocèle dont la base est constituée par la 'droite joignant 1'orifice de l'injecteur aux électrodes.
Les axes de l'injecteur et de la bougie sont situés, de pré- férence, dans un plan passant sensiblement par l'axe longi- tudinal du cylindre.
D'autres avantages et particularités de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre.
,Au dessin .annexé, donné uniquement à titre d'exem- ple : la figure 1 est une coupe axiale schématique prise
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suivant 1-1 (fig.2) de la culasse d'un moteur à 4 temps incor- porant les perfectionnements suivant l'invention; la figure 2 est une coupe suivant 2-2 (fig.l)
La figure 3 est une coupe axiale du déflecteur, à plus grande échelle, la figure 4 est une vue en-dessous de ce même déflec- teur; la figure 5 est une vue analogue à celle de la fig.l montrant les directions dans lesquelles est réfléchie la nappe de combustible pour diverses positions du piston.
Sur ce dessin,1 désigne la culasse d'un cylindre 2 du moteur, portant d'un côté un injecteur de combustible 3 et de l'autre une bougie d'allumage 4. Les axes de ces deux organes sont, de préférence, placés dans un même plan passant sensiblement par l'axe du cylindre. 5 désigne le piston, 6 la soupape d'admission d'air frais, et 7 la soupape d'échappement.
.Au voisinage immédiat de l'orifice de l'injecteur, est placé un déflecteur 8 dont la face inclinée 9 brise le jet de combustible et l'épanouit en forme de nappe qu'il dirige vers le sommet du piston 5 où elle se réfléchit en direction de la bougie 4.
L'orientation de la face 9 est choisie de façon que ce résultat soit atteint pour les différentes positions (5a, 5b 5c, etc...) occupées par le piston pendant la durée de l'in- jection (fig.5).
Le déflecteur 8 est constitué, dans le présent exemple, par une pièce distincte de l'injecteur 3 et qui est immobilisée entre celui-ci et la culasse. Il pourrait aussi faire corps avec l'injecteur lui-même.
L'angle [alpha] (fig.3) formé par le plan incliné 9 et l'axe longitudinal de l'injecteur est, de préférence, compris entre 30 et 70 .
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L'orifice A de l'injecteur, les électrodes B de la bougie, et le point d'intersection C du prolongement de l'axe de l'injecteur avec l'axe du cylindre sont situés aux sommets d'un triangle isocèle de base A-B.
On utilisera, de préférence, un injecteur à aiguille fonctionnant sous haute pression pour obtenir un jet de com- bustible jaillissant avec une certaine force.
La forme de la culasse 1 sera choisie telle qu'elle n'engendre que le minimum de turbulence pendant l'aspiration et la compression.
On pourra, le cas échéant, prévoir plusieurs bougies au lieu d'une seule. Une 2ème bougie a été représentée en 4a (fig.2).
Le fonctionnement est le suivant:
Dans le cas d'un moteur à 4 temps, l'injection s'effectue de préférence pendant la course d'admission. Le combustible jaillissant de l'injecteur sous très haute pres- sion (100 à 200 kgs/cm2) se brise sur le plan incliné 9 du déflecteur 8. Il perd ainsi une partie de sa force de péné- tration et s'épanouit en une nappe triangulaire dont le sommet coïncide à peu près avec l'orifice A de l'injecteur. Le nappe, en frappant le sommet du piston 5, se réfléchit vers la bou- gie 4 sous un angle d-e réflexion égal à l'angle d'incidence (fig.5).
Pendant 1.'injection, le piston se déplace, créent ainsi toute une série de nappes de combustible finement pul- vérisées qu'il dirige vers la bougie 4, tandis que l'air est introduit dans le cylindre par la soupape 6. On constitue ainsi, au voisinage de la bougie, un mélange très riche en combustible et qui va en s'appauvrissant au fur et à mesure qu'on s'éloigne de celle-ci. Si l'on a pris soin d'utiliser une forme de culasse du genre représenté ne créant qu'un
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minimum de turbulence, la stratification se maintient pendant le reste de la course d'admission et pendant la compression, jusqu'au moment de l'allumage.
Le moteur peut alors fonc- tionner avec un mélange à très faible teneur globale en combustible, mais qui s'allume toujours parfaitement grâce à sa concentration au voisinage de la bougie. On obtient pratiquement un rendement trè s élevé en même temps qu'une grande souplesse de fonctionnement due à cette m'orne stratifi- cation.
Les perfectionnements suivant l'invention sont par- ticulièrement intéressants pour les moteurs à essence, mais ils peuvent trouver application également sur des moteurs à gaz oil ou autre combustible liquide..Ils s'appliquent aussi bien aux moteurs à explosion à deux temps qu'à quatre temps, ou utilisant tout autre cycle de fonctionnement.
Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple, et que diver- ses modifications pourraient y être apportées sans sortir du cadre de celle-ci.
REVENDICATIONS
EMI5.1
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1.- Moteur à explosion du type dans lequel est réalisé un mélange stratifié du combustible introduit dans le cylindre par un injecteur et de l'air admis séparément, ce mélange s'enrichissant au fur et à mesure qu'on se rappro- che de la bougie (ou des bougies) caractérisé en ce qu'au voisinage immédiat de l'orifice de l'injecteur, est placé un déflecteur (8), brisant le j et du combustible qu'il épanouit en une nappe dirigée vers le sommet du piston (5), sous un angle tel qu'elle se réfléchisse vers la bougie (4), en vue d'enrichir le mélange en combustible, à proximité de celle-ci.