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La présente invention se rapporte aux moteurs à combustion interne du type à injection de combustible liquide et allumage par compression, dans lesquels en substance la tota lité ou une partie notable est refoulée pendant chaque temps de compressiony par un passage de transfert, dans une poche de combustion d'une forme telle et de façon telle que la charge tourbillonne dans la poche autour d'un axe normal aux plans auxquels la direction d'entrée de la charge dans la poche est approximativement parallèle, le combustible 'tant injecté dans la charge d'air tourbillonnant dans la poche., normalement de façon à être dirigé sur une partie de la surface circonférencielle de la poche balayée par les courants d'air circonférenciels
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tumière du passage de transfert.
Le terme "lumière" désigne ici l'extrémité du passage de transfert s'ouvrant dans la poche de combustion tandis que le terme "circonférencielle", est utilisé en se référant à la partie annulaire de ,la surface de la poche qui est la plus .éloignée de l'axe de rotation de la charge d'air dans la poche.
Dans . beaucoup de moteurs, le passage de transfert est usiné dans une pièce rapportée, normalement dénommée bougie chaude, ayant un contact thermique limité avec les parois refroi- dies qui l'entourent de manière à avoir tendance à s'échauffer *fortement pendant la marche du moteur, et dans ce cas, on voit que la surface de la pièce rapportée la plus éloignée de l'alé- ,sage du cylindre constitue la partie de la surface de la poche de combustion dans laquelle s'ouvre la lumière du passage de transfert. Des formes d'exécution de moteurs du genre spécifié comportant une telle bougie chaude sont décrites et représentées à titre d'exemples dans les brevets anglais ries 371025, 431345 et 439426.
Dans d'autres formes d'exécution de moteurs du genre spécifié, cette pièce rapportée n'est pas incorporée, mais il y a une surface chaude à l'extrémité de la poche de combustion la plus éloignée du passage de transfert.
La présente invention s'applique aux moteurs du genre spécifié, que le passage de transfert soit formé dans une pièce rapportée ou, non et dans le dernier cas, qu'il y ait une surface chaude à l'extrémité de la poche de combustion la plus éloignée du passage de transfert ou non.
Dans un motuer à combustion interne du genre décrit suivant la présente invention, la partie de la surface de la poche de combustion dans laquelle couvre la lumière du passage de transfert est formée d'une surface plane ou appxoimativement plane de dimensions notables.
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Il est clair que la surface plane en question forme un -angle approprié avec le passage de transfert et cette sur- face est généralement comprise approximativement dans un plan parallèle à l'axe de rotation de la charge d'air dans la poche. ,
La construction suivant l'invention permet un changement appréciable de la position exacte de la lumière du passage de transfert et de l'inclinaison de celui-ci par rapport à l'axe du cylindre associa à la poche, ce qui n'était pas possible dans les constructions antérieures utilisant des poches approximativement sphériques et dans lesquelles la paroi latérale appropriée du passage de transfert devait en substance se fondre dans la surface sphérique de la poche de manière à donner ,des résultats satisfaisants.
Ainsi, par la présente invention, on peut varier l'angle d'inclinaison et la disposition du passage de transfert dans une certaine mesure quand on calcule un moteur suivant la présente invention, de manière à satisfaire les conditions d'usage et obtenir une efficacité optimum.
De plus, la disposition facilite et rend moins oné- reuse la fabrication puisque la lumière du passage de transfert ne doit plus se fondre progressivement et exactement dans la surface de la poche, tandis que, si on le désire, la lumière du passage de transfert peut être élargie sans devoir couper dans ou empiéter sur les côtés latéraux de la poche, comme c'est le cas pour une poche sphérique.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'in- vention, la surface plane ou approximativement plane dans la- quelle débouche la lumière du passage de transfert et qui est comprise dans un plan approximativement parallèle à l'axe autour duquel la charge d'air tourbillonne dans la pocha, est entourée d'une paroi de la poche approximativement tronconique dont la surface est une surface de révolution ayant pour axe de symétrie un axe ferment approximativement un angle droit avec la surface r
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plane, laquelle se trouve à l'extrémité 'rétrécie de la surface 'tronconique.
:
Suivant un autre aspect de l'invention, l'extrémité de la poche de combustion,la plus éloignée du passage de transfert peut être formée par une deuxième surface plane . de dimensions notables et approximativement parallèle à la surface de la poche dans laquelle s'ouvre la lumière du passage de transfert. La partie de la paroi de la poche adjacente à cette seconde surface plane peut aussi prendre la forme d'un tronc de cône, la deuxième surface plane formant alors la petite base de ce cône tronqué., les dimensions du cône tronqua et de la surface plane à chaque extrémité de la poche étant alors en substance semblables de manière à donner à la poche une section .symétrique suivant les plans passant par l'axe des centres des deux surfaces planes.
Deux formes de réalisation suivant l'invention sont représentées sur les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une coupe transversale de la partie supérieure d'un cylindre et d'une culasse d'un moteur à combustion interne du type décrit, suivant un plan contenant l'axe du cy- lindre et l'axe de rolution de la surface formant les parois de la poche.
La ffgure 2 est une vue en plan de la pièce rapportée faisant partie de la construction représentée sur la figure 1.
La figure 3 est. \ne vue semblable à la figure 1 d'une :autre forme de réalisation d'un moteur à combustion interne suivant l'invention..
Sur la figure 1, le moteur comprend un bloc cylindre A renfermant des cylindres formés par' des chemises B dont l'une est représentée, l'extraite supérieure des alésages de cylindre étant fermée de façon normale par une culasse C munie d'orifices d'admission et d'orifice, d'échappant commandés par des Soupapes à levée et communiquant avecdes passages d'admission et d'échappe-
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ment indiqués dans l'ensemble par C1.
une poche de combustion D est creusée dans la culasse à proximité de chaque alésage de cylindre et comprend une .cavité de forme générale cylindrique D1 et une partie intérieure hémisphérique dans laquelle débouche l'ajutage d'un injecteur de combustible E; l'ensemble étant conçu et disposé de façon généralement connue ne sera donc pas décrit, plus en détails.
Une pièce rapportée F, logée dans la cavité Dl de la,poche., est construite, logée et disposée de façop, connue sauf, qu'au lieu que sa face intérieure soit approximativement hémisphérique de manière à former une poche dont le contour intérieur est approximativement sphérique, celle-ci est pourvue à sa face intérieure d'une surface plane Fl de dimensions notable ,dans laquelle s'ouvre le passage de transfert C par lequel la poche communique avec l'alésage du cylindre, tandis que la ,partie; de la surface interne de la pièce rapportée F qui entoure la surface plane F1 est en forme de cône tronqué comme représente en F2, la surface plane formant la petite base du cône tronqué.
L'extrémité évasée du cône tronqué se fond avec une surface cylindrique de faible hauteur F3 qui se continue par un cylindre D de faible hauteur et de même diamètre à l'extrémité de la surface hémisphérique D2.
Comme plus spécialement représenté sur la figure 2. le passage de transfert G a à peu près une section rectangulaire, les longs côtés du rectangel étant sensiblement plus longs que les petits côtés et son embouchure ou lumière s'ouvrant dans la surface plane Fl avec sa périphérie désaxée relativement à la périphérie de la surface plane. Cette disposition rend l'empla- cement exact de la lumière moins critique que dans le cas d'une poche sphérique et évite la difficulté d'un emplacement précis et l'usinage du côté approprié de manière qu'il se fonde parfaite- ment dans la surface intérieure de la poche.
Dans la construction de la figure 3. la disposition
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générale est semblable à celle représentée sur la figura 1 et les parties semblables portant les mêmes chiffres de référence elles¯ne seront pas décrites à nouveau. La construction de la figure 3 diffère de celle des figures 1 et 2 en ce que l'extrémité de la poche opposée à la pièce rapportée F et dans laquelle est ménagé le logement de l'ajutage E de l'injecteur de combustible est formée d'une face plane H de dimensions approximativement égales à la face plane F1 et parallèle à celle-ci tandis que la partie adjacente de la surface intérieure de la poche est tronconique comme représenté en H1 les extré- mités évasées des deux troncs de cônes F2 et H1 étant jointes par une surface cylindrique de faible hauteur F3,
D3 comme dans la construction représentée aux figures 1 et 2.
' Les constructions suivant l'invention représentées sur les figures annexées n'ont pas seulement les avantages déjà décrits, mais facilitent aussi la fabrication, étant donné que
1'usinage. de précision de surfaces planes, de troncs de cônes et de surfaces cylindriques représente une travail plus simple que celui d'usiner avec précision des surfaces sphériques ou approchantes. De plus, les constructions suivant l'invention procurent un meilleur fonctionnement.
Ceci est du-au moins en partie au fait que, au moment où la charge tourbillonne dans la poche de combustion de moteurs connus du type auquel l'inven- tion se rapporte, utilisant une poche de combustion approxima- tivement sphérique, une mince couche¯de combustible tend à s'accumuler dans la poche et à être entraînée avec les parties circonférencielles de la charge tourbillonnante et par conséquent n'entre pas en contact avec suffisamment d'air pour être brûlés .convenablement et efficacement.
Cependant, suivant la présente invention, des remous ont tendance à se former dans les parties circonférencielles de la charge d'air où la direction de ces parties circonférencielles change brusquement à cause de la forme de la poche et ces remous ont tendance à emporter vers
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l'Intérieur au centre de la charge, l'excédent de combustible
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des parties circonfêrencielles où il y a suffisamment d'air pour une combustion efficace.
Dans les moteurs suivant l'inven- tion, il y a tendance à ce que deux ou plusieurs remous s'ajoutent au tourbillon de la charge, suivant que la surface de la poche ,.de combustion comprend une surface en tronc de cône adjacente à la surface plane dans laquelle débouche la lanière du passage de transfert, et/ou une deuxième surface plane opposée à la surface dans laquelle débouche le passage de transfert et qu'il y ait ou non, dans le dernier cas, une deuxième surface tronconique adjacente à la deuxième surface plane.
Une amélioration de l'efficacité est aussi probable- ment due au fait que le bord de la lumière du passage de transfert au-dessus duquel le combustible est balayé par les parties circonférencielles de la charge tourbillonnante, peut être facilement fait à arêtes vives, ce qui tend à empêcher ce com- bustible de rentrer dans le passage de transfert et à provoquer le balayage de ce combustible des bords en passant au-dessus dé la lumière du passage de transfert où ce combustible rencontre et brûle avec de l'air de la poche passant par le passage de transfert avec des produits de combustion et du combustible enflammé venant de la poche.
REVENDICATIONS.
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**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to internal combustion engines of the type with injection of liquid fuel and compression ignition, in which in substance the whole or a significant part is delivered during each compression time by a transfer passage, into a pocket of combustion of such a shape and manner that the charge swirls in the pocket about an axis normal to the planes to which the direction of entry of the charge into the pocket is approximately parallel, the fuel being injected into the charge. swirling air in the pocket, normally so as to be directed over a portion of the circumferential surface of the pocket swept by the circumferential air currents
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tumor of the transfer passage.
The term "lumen" herein denotes the end of the transfer passage opening into the combustion pocket while the term "circumferential" is used with reference to the annular portion of the surface of the pocket which is most. away from the axis of rotation of the air charge in the pocket.
In . many engines, the transfer passage is machined in an attached part, normally referred to as a hot plug, having limited thermal contact with the cooled walls which surround it so that it tends to heat up * greatly during operation of the engine. engine, and in this case, it is seen that the surface of the insert furthest from the bore of the cylinder constitutes the part of the surface of the combustion pocket into which the lumen of the transfer passage opens . Embodiments of engines of the type specified comprising such a hot spark plug are described and exemplified in British patents 371025, 431345 and 439426.
In other embodiments of engines of the kind specified, this insert is not incorporated, but there is a hot surface at the end of the combustion pocket furthest from the transfer passage.
The present invention is applicable to engines of the type specified, whether the transfer passage is formed in an insert or, not and in the latter case, there is a hot surface at the end of the combustion pocket la further from the transfer passage or not.
In an internal combustion engine of the type described according to the present invention, the part of the surface of the combustion pocket in which the lumen of the transfer passage covers is formed of a flat or appxoimalement flat surface of notable dimensions.
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It is clear that the planar surface in question forms a suitable angle with the transfer passage and this surface is generally comprised approximately in a plane parallel to the axis of rotation of the air charge in the pocket. ,
The construction according to the invention allows an appreciable change of the exact position of the lumen of the transfer passage and of the inclination thereof with respect to the axis of the cylinder associated with the pocket, which was not possible. in previous constructions using approximately spherical pockets and in which the appropriate side wall of the transfer passage had to substantially merge into the spherical surface of the pocket in order to give satisfactory results.
Thus, by the present invention, the angle of inclination and the arrangement of the transfer passage can be varied to a certain extent when calculating an engine according to the present invention, so as to satisfy the conditions of use and obtain efficiency. optimum.
In addition, the arrangement facilitates and makes less expensive the manufacture since the lumen of the transfer passage does not have to blend gradually and exactly into the surface of the pocket, while, if desired, the lumen of the transfer passage can be enlarged without having to cut into or encroach on the side sides of the pocket, as is the case with a spherical pocket.
According to a preferred embodiment of the invention, the planar or approximately planar surface into which the lumen of the transfer passage opens and which is included in a plane approximately parallel to the axis about which the air charge swirls in the pocha, is surrounded by an approximately frustoconical pocket wall whose surface is a surface of revolution having for axis of symmetry an axis close approximately at a right angle with the surface r
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flat, which is at the 'narrowed end of the' frustoconical surface.
:
According to another aspect of the invention, the end of the combustion pocket, furthest from the transfer passage, can be formed by a second flat surface. of notable dimensions and approximately parallel to the surface of the pocket into which the lumen of the transfer passage opens. The part of the wall of the pocket adjacent to this second flat surface can also take the form of a truncated cone, the second flat surface then forming the small base of this truncated cone., The dimensions of the truncated cone and of the surface flat at each end of the pocket then being substantially similar so as to give the pocket a symmetrical section along the planes passing through the axis of the centers of the two flat surfaces.
Two embodiments according to the invention are shown in the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a cross section of the upper part of a cylinder and a cylinder head of an internal combustion engine of the type described, taken along a plane containing the axis of the cylinder and the axis of revolution of the surface forming the walls of the pocket.
Figure 2 is a plan view of the insert forming part of the construction shown in Figure 1.
Figure 3 is. \ ne view similar to Figure 1 of: another embodiment of an internal combustion engine according to the invention.
In Figure 1, the engine comprises a cylinder block A enclosing cylinders formed by 'liners B, one of which is shown, the upper extract of the cylinder bores being normally closed by a cylinder head C provided with orifices d 'intake and orifice, exhaust controlled by lift valves and communicating with intake and exhaust passages
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generally indicated by C1.
a combustion pocket D is hollowed out in the cylinder head near each cylinder bore and comprises a generally cylindrical cavity D1 and a hemispherical interior part into which the nozzle of a fuel injector E opens; the assembly being designed and arranged in a generally known manner will therefore not be described in more detail.
An insert F, housed in the cavity Dl of the, pocket., Is constructed, housed and arranged in a known manner except that instead of its inner face being approximately hemispherical so as to form a pocket whose inner contour is approximately spherical, the latter is provided on its inner face with a flat surface F1 of significant dimensions, in which the transfer passage C opens through which the pocket communicates with the bore of the cylinder, while the part; of the internal surface of the insert F which surrounds the flat surface F1 is in the shape of a truncated cone as represented at F2, the flat surface forming the small base of the truncated cone.
The flared end of the truncated cone merges with a cylindrical surface of low height F3 which is continued by a cylinder D of low height and of the same diameter at the end of the hemispherical surface D2.
As more especially shown in Figure 2. the transfer passage G has approximately a rectangular section, the long sides of the rectangle being substantially longer than the short sides and its mouth or lumen opening into the flat surface F1 with its periphery offset relative to the periphery of the flat surface. This arrangement makes the exact location of the lumen less critical than in the case of a spherical pocket and avoids the difficulty of precise location and machining on the appropriate side so that it merges perfectly into the pocket. the inside surface of the pocket.
In the construction of figure 3. the arrangement
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general is similar to that shown in figure 1 and similar parts bearing the same reference numerals will not be described again. The construction of Figure 3 differs from that of Figures 1 and 2 in that the end of the pocket opposite to the attached part F and in which the housing of the nozzle E of the fuel injector is formed is formed of 'a flat face H of dimensions approximately equal to the flat face F1 and parallel to the latter, while the adjacent part of the inner surface of the pocket is frustoconical as shown at H1, the flared ends of the two truncated cones F2 and H1 being joined by a cylindrical surface of low height F3,
D3 as in the construction shown in Figures 1 and 2.
'The constructions according to the invention shown in the accompanying figures not only have the advantages already described, but also facilitate manufacture, given that
Machining. precision machining of flat surfaces, trunks of cones and cylindrical surfaces is much easier than precisely machining spherical or approaching surfaces. In addition, the constructions according to the invention provide better operation.
This is at least in part because, as the charge swirls in the combustion pocket of known engines of the type to which the invention relates, using an approximately spherical combustion pocket, a thin layer Fuel tends to accumulate in the pocket and be entrained with the circumferential portions of the swirling charge and therefore not come into contact with sufficient air to be properly and effectively burned.
However, according to the present invention, eddies tend to form in the circumferential portions of the air charge where the direction of these circumferential portions changes sharply due to the shape of the pocket and such eddies tend to wash out.
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Interior in the center of the load, excess fuel
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circumferential parts where there is sufficient air for efficient combustion.
In engines according to the invention, there is a tendency for two or more eddies to add to the vortex of the charge, depending on whether the surface of the combustion ladle comprises a truncated cone surface adjacent to it. the flat surface into which the strap of the transfer passage opens, and / or a second flat surface opposite to the surface into which the transfer passage opens and whether or not there is, in the latter case, a second adjacent frustoconical surface to the second flat surface.
An improvement in efficiency is also probably due to the fact that the edge of the lumen of the transfer passage, over which the fuel is swept by the circumferential parts of the swirling charge, can be easily made sharp-edged, this which tends to prevent this fuel from entering the transfer passage and to cause this fuel to sweep from the edges passing over the lumen of the transfer passage where this fuel meets and burns with air from the transfer passage. ladle passing through the transfer passage with combustion products and ignited fuel coming from the ladle.
CLAIMS.
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