CH325600A - Piston pour moteur à combustion interne - Google Patents

Description

      Piston   <B>pour moteur</B> à<B>combustion interne</B>    La présente invention a pour objet un pis  ton pour moteur à combustion     interne,    présen  tant une cavité de combustion formée dans sa  tête et un orifice d'admission dans la cavité,  la paroi de cette cavité étant dégagée tout au  tour de la périphérie de l'orifice et une portée  faisant saillie à partir du fond de cette cavité  vers l'orifice d'admission, la surface de la paroi  de ladite cavité étant de révolution et coaxiale  à ladite portée et à l'orifice d'admission.  



  Le piston objet de l'invention est caracté  risé en ce que la section de l'orifice d'admis  sion va en diminuant de la couronne du pis  ton vers la cavité, de sorte que les gaz sont  accélérés dans leur passage à travers cet ori  fice, et en ce que la génératrice de la paroi de  la cavité est une ligne présentant un rayon de  courbure plus grand au voisinage de ladite  portée qu'au voisinage de l'orifice d'admission.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exem  ple, trois formes d'exécution du piston objet  de l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en coupe axiale d'un  cylindre de moteur de la première forme d'exé  cution du piston.  



  La     fig.    2 est une vue depuis le dessus de la  tête du piston représenté à la     fig.    1.    La     fig.    3 est une vue analogue à celle de  la     fig.    1. de la deuxième forme d'exécution ; et  la     fig.    4 est une vue analogue à celles des  fia. 1 et 3 de la troisième forme d'exécution.

    Aux     fig.    1, 3 et 4, on a représenté un  cylindre 1 d'axe 1a pourvu d'une culasse 2  dans laquelle est pratiqué un alésage 4 destiné  à recevoir un injecteur de combustible, l'axe 4a  de cet alésage formant un angle avec l'axe la  mais étant contenu dans un plan contenant cet  axe 1 a et indiqué à la     fig.    2 par la ligne en  trait mixte 4b.

       Comme    représenté également  en trait mixte à la     fig.    2, la culasse 2 est en  outre percée d'un conduit d'admission d'air 6  qui se termine par un orifice d'admission d'air  5, ce conduit et cet orifice étant disposés de  manière que de l'air pénétrant dans le cylindre  soit animé d'un mouvement rotatif autour de  l'axe la du cylindre, comme indiqué par la       flèche    7. Dans le cylindre est monté un pis  ton 3 présentant une face supérieure plane et  une cavité 8 qui est formée dans sa tête et  qui constitue un espace de combustion pour le  combustible injecté dans le cylindre du mo  teur.  



  La cavité 8 est accessible à travers un ori  fice 9 et cette cavité et     l'orifice    9 sont     limités     par des parois 8b, 10b et 9a dont les surfaces      sont de révolution autour d'un axe 8a, la pa  roi de la cavité étant dégagée, comme repré  senté, tout autour de la périphérie de l'orifice  9.

   La cavité 8 est limitée par les parois 8b et  10b qui présentent toutes deux des surfaces  engendrées par révolution d'arcs de cercle, le  centre 8c de l'arc engendrant la paroi 8b étant  décalé par rapport à l'axe 8a d'une quantité  égale au rayon de cet arc et le centre 10c de  l'arc engendrant la partie de paroi 10b et qui  présente un rayon de courbure inférieure à ce  lui de l'arc engendrant la partie de paroi 8b  étant disposé dans le plan contenant le lieu  géométrique des centres 8c et du côté du cen  tre 8c correspondant le plus éloigné de l'axe 8a.  Les centres 8c et<B>10e</B> sont séparés l'un de l'au  tre par une distance égale à la     différence    entre  les rayons de courbure respectifs des arcs gé  nérateurs des parties de parois 8b et 10b.

   De  la sorte, les extrémités des arcs générateurs  des parties de parois 8b et 10b les plus éloi  gnées de l'axe 8a se raccordent selon une tan  gente commune.  



  Du fait que le centre 8c se trouve à une  distance de l'axe 8a égale au rayon de l'arc  générateur de la partie de paroi 8b, une por  tée dressée 11 est formée au centre de la cavité.  Aux     fig.    1 et 3, cette portée est pointue et  légèrement arrondie de manière à se terminer  à une distance du plan contenant les centres  8c et 10c égale à environ deux cinquièmes du  rayon de l'arc générateur de la partie de  paroi 8b.  



  Dans la forme d'exécution représentée à  la     fig.    4, la portée 11 est aplatie et supporte  une tête 14 en forme de champignon dont le but  sera expliqué ci-dessous. Cette partie pourrait  encore présenter une dépression faisant face  à l'orifice d'admission.  



  La section de l'orifice 9 débouchant dans  la cavité 8 va en se rétrécissant, la partie d'en  trée étant arrondie et la partie terminale d'ad  mission 9a étant formée par une partie d'un  cône présentant un angle au sommet de 150,  par exemple.  



  La forme de l'orifice 9 qui va en se ré  trécissant vers la cavité 8 provoque une accé  lération des gaz s'écoulant à travers cet orifice    jusqu'à l'intérieur de la cavité et la forme de  cette dernière est telle que des conditions de  turbulence intense y règnent.  



  L'orifice 9 présente un diamètre minimum  de faible dimension par rapport au diamètre  du piston 3. Le rapport du diamètre de l'ori  fice 9 à son endroit de plus faible section au  diamètre du piston est avantageusement com  pris entre 0,15 : 1 et 0,25 : 1. La forme rétré  cie vers la cavité 8 de l'orifice 9 contribue éga  lement à accélérer l'écoulement de gaz jus  qu'à l'intérieur de la cavité et à y accroître la  turbulence.  



  Ainsi qu'on peut le voir à la     fig.    2, l'axe  8a indiqué à cette figure par un point désigné  par le, signe de référence A est décalé hors du  plan 4b contenant l'axe la du cylindre et l'axe  4a de l'alésage pour l'injecteur de combus  tible, et la dimension de ce décalage est choi  sie de manière à tenir compte d'une déflexion  angulaire du jet de combustible pulvérisé par  rapport à l'axe la, cette     déflexion    étant provo  quée par le tourbillon indiqué par la     flèche    7  des gaz pénétrant dans le cylindre à travers  l'orifice 5.

   Ainsi qu'on peut également le voir  à la fia. 2, l'axe 8a est décalé par rapport au  plan passant par l'axe 1 a et perpendiculaire au  plan 4b, la dimension de ce décalage étant  choisie de manière que du combustible injecté  dans le cylindre puisse passer jusque dans la  cavité 8 sans venir frapper les parois limitant  l'orifice 9.  



  Dans chacune des formes d'exécution re  présentées, la partie de paroi 10b et l'orifice 9  sont formés dans un anneau 10 vissé dans l'ex  trémité extérieure d'un logement formé par  coulage ou de toute autre façon dans la tête  du piston 3. Cette disposition facilite la fabri  cation du piston. Il n'est pas nécessaire que  l'anneau 10 soit fait de la même matière que  le piston 3. Par exemple, cet anneau peut être  fait au moins partiellement en une matière plus  résistante à la chaleur que le reste du piston 3,  telle qu'une matière céramique, c'est-à-dire  qu'il peut être soit entièrement en une telle  matière, soit revêtu d'une matière très résis  tante à la chaleur, telle qu'une matière céra  mique.      La partie 8b de la paroi de la cavité 8 et  la portée 11 peuvent être formées de bien des  façons différentes.

   Ainsi, comme représenté à  la     fig.    1, le fond du logement est formé de fa  çon à constituer la partie de paroi 8b et la por  tée 11 et à présenter également un épaulement  12 contre lequel l'anneau 10 vient buter lors  qu'il est vissé dans le logement.  



  Ainsi qu'on peut le voir aux     fig.    3 et 4, le  logement est approximativement cylindrique  et la partie     8b    de la paroi ainsi que la portée  11 sont formées en insérant au fond de ce lo  gement une pièce 15 en forme de disque pré  sentant une surface supérieure appropriée. La  surface inférieure de la pièce 15 porte contre  le fond du logement et, afin de contribuer à  isoler     thermiquement    la tête du piston de la  cavité 8, cette pièce est agencée de façon à ne  porter contre le fond du logement que sur une  partie seulement de sa surface inférieure, le  logement présentant une portée périphérique  16 usinée autour de son fond et formant un  siège.

   La pièce 15 est de préférence faite d'une  matière très résistante à la chaleur et elle peut  par exemple être faite d'une matière cérami  que et isoler ainsi encore mieux la cavité 8 de  la tête du piston.  



  La forme d'exécution représentée à la     fig.    4  comprend la tête     .14    en forme de champignon  qui est faite d'une matière très résistante à la  chaleur et qui a la forme d'un corps de révo  lution massif autour de l'axe 8a. Cette tête en  forme de champignon a un diamètre maximum  d'environ 0,15 à 0,25 fois le diamètre du  piston. Elle est conformée de manière à dé  vier vers le haut et vers la surface lob le com  bustible pulvérisé qui vient le frapper. Sa péri  phérie surplombe la portée 11, de     sorte    que  tout combustible s'écoulant vers le bas le long  de sa surface tombe dans une zone de turbu  lence adjacente à sa périphérie. Le sommet  de la tête 14 est approximativement de niveau  avec le plan contenant les centres de courbure  8c et 10c.

   Comme représenté cette tête 14 est  formée séparément de la pièce 15 et elle est  fixée à celle-ci au moyen d'une tige rivée 14a.  Elle pourrait aussi être venue d'une seule pièce  avec la pièce 15.    La tête 14 contribue à réduire le retard à  l'allumage et les bruits de combustion en amé  liorant le mélange de combustible et d'air dans  la cavité et, en retenant de la chaleur, elle con  tribue à l'allumage. Cette forme d'exécution à  champignon est     particulièrement    utile dans les  petits moteurs.  



  De préférence, la disposition est telle, com  me représenté, que lorsque le piston se trouve  à son point mort haut, l'axe du jet de combus  tible pulvérisé passe par le sommet de la por  tée à l'intérieur d'un cercle coaxial à la cavité  et     présentant    un rayon égal à 0,1 r, r étant le  rayon de l'arc générateur de la cavité présen  tant le plus grand rayon.  



  Au lieu de présenter une surface de ré  volution engendrée par deux arcs circulaires,  la cavité pourrait aussi présenter une surface  engendrée par révolution d'une partie de vraie  spirale, le rayon de courbure de cette spirale  croissant à partir d'un endroit adjacent à l'ori  fice jusqu'à un endroit adjacent à la portée.  Cependant, la disposition représentée est pré  férable du fait qu'elle     facilite    l'usinage.

Claims (1)

1. REVENDICATION Piston pour moteur à combustion interne, présentant une cavité de combustion formée dans sa tête et un orifice d'admission dans la cavité, la paroi de cette cavité étant dégagée tout autour de la périphérie de l'orifice et une portée faisant saillie à partir du fond de cette cavité vers l'orifice d'admission, la surface de la paroi de ladite cavité étant de révolution et coaxiale à ladite portée et à l'orifice d'admis sion, caractérisé en ce que la section de l'ori fice d'admission va en diminuant de la couron ne du piston vers la cavité, de sorte que les gaz sont accélérés dans leur passage à travers cet orifice,

   et en ce que la génératrice de la paroi de la cavité est une ligne présentant un rayon de courbure plus grand au voisinage de ladite portée qu'au voisinage de l'orifice d'admission. SOUS-REVENDICATIONS 1. Piston selon la revendication, caracté risé en ce que la génératrice de ladite paroi est une partie de spirale. 2.

   Piston selon la revendication, caracté risé en ce que la génératrice de la paroi de la cavité est formée par deux arcs de rayons de courbure différents avec le centre de cour bure. de l'arc de plus grand rayon décalé par rapport à l'axe de révolution de la cavité d'une quantité égale au rayon de cet arc et avec les centres de courbure desdits arcs écartés d'une distance égale à la différence de longueur des rayons de courbure de ces arcs, de sorte que l'arc de rayon plus petit forme un prolonge ment de l'extrémité extérieure de l'arc de rayon plus grand, l'arc de plus petit rayon engendrant au moins une partie de la paroi de la cavité entourant immédiatement l'orifice d'admission et l'arc de rayon plus grand en gendrant au moins une partie de la paroi de la cavité opposée à cet orifice. 3.

   Piston selon la revendication et la sous- revendication 2, caractérisé en ce que le som met de ladite portée saillante est à une distance d'environ deux cinquièmes du rayon de l'arc de plus grand rayon au-dessous du plan contenant les lieux géométriques des centres desdits arcs. 4. Piston selon la revendication et la sous- revendication 2, présentant un logement dans sa tête, un anneau étant fixé dans une partie taraudée de ce logement, caractérisé en ce que ledit anneau forme par sa surface extérieure une partie de la couronne du piston et par sa surface intérieure une partie de rayon plus petit de la paroi de la cavité, l'orifice d'admis sion traversant cet anneau. 5.

   Piston selon la revendication et les sous- revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le fond du logement est façonné de manière à former une partie de ladite paroi de plus grand rayon et également la portée saillante. 6. Piston selon la revendication et les sous- revendications 2 et 4, caractérisé en ce qu'une pièce rapportée en forme de disque est dispo sée dans le fond du logement, cette pièce rap portée fournissant par sa surface supérieure la ' partie de plus grand rayon de courbure de la cavité et également la portée saillante. 7.

   Piston selon la revendication et les sous- revendications 2, 4 et 6, caractérisé en ce que le fond du logement présente un siège périphé rique pour la pièce rapportée en forme de disque. 8. Piston selon la revendication et les sous- revendications 2, 4 et 6, présentant une por tée dirigée vers le haut avec une tête en forme de champignon opposée à l'orifice d'admis sion, caractérisé en ce que ladite portée est formée séparément de la pièce en forme de dis que et est fixée à celle-ci par une tige rivée. 9.

   Piston selon la revendication et les sous- revendications 2 et 4, caractérisé en ce que l'anneau est formé à partir d'une matière qui est plus résistante à la chaleur que la matière du piston. 10. Piston selon la revendication et les sous-revendications 2, 4 et 6, caractérisé en ce que la pièce rapportée en forme de disque est formée à partir d'une matière qui est plus ré sistante à la chaleur que la matière du piston. 11. Piston selon la revendication et les sous-revendications 2, 4 et 9, caractérisé en ce que l'anneau est au moins partiellement en une matière céramique. 12.

   Piston selon la revendication et les sous-revendications 2, 4, 6 et 10, caractérisé en ce que la pièce rapportée en forme de disque est au moins partiellement en une matière céramique.