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La présente invention se rapporte aux moteurs à combustion interne du type d'injection de combustible liquide et allumage par compression et du genre comportant une poche de combustion, dans laquelle du combustible est injecte, et qui est associée à l'alésage du cylindre ou à l'alésage de chaque cylindre et communique avec cet alésage par une embouchure dans laquelle est logée une pièce rapportée ou bouchon (appelé ci-après bouchon chaud) ayant en général un contact à conduction thermique limité avec les parois refroidies adjacentes et contenant au moins un passage de transfert par lequel de l'air de combustion est forcé dans la.
poche pendant chaque temps de compression et par lequel les produits de combustion
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et du combustible et de l'air en cours de combustion s'écoulent de la poche dans le cylindre pendant chaque temps de travail..
Dans les moteurs à combustion du genre décrit, la confor- mation de la poche et la disposition du ou des passages de transfert sont généralement telles que l'air forcé dans la poche par le passage de transfert subit dans la poche un tourbillonnement organisé autour d'un axe, le combustible étant injecté dans la charge d'air tourbillonnante, ce tourbillonnement de l'air ayant pour effet de répartir le combustible dans la charge d'air, et l'invention s'applique particulièrement aux moteurs à combustion interne de ce genre dans lesquels la poche est approximativement sphérique ou d'une 'forme générale globulaire dans l'ensemble, comme décrit et représenté par exemple dans les brevets belges n s.
384.932, 409.818 et 541.875 de la Demanderesse, ou bien, de section ovale aplatie vue en coupe dans des plans contenant l'axe du tourbillonne. ment de la charge, comme décrit et représenté dans le brevet belge n 410.143 de la Demanderesse.
Dans les moteurs à combustion interne du genre décrit, le bouchon chaud est soumis à des températures et des sollicitations thermiques élevées qui varient suivant la charge et, pour donner satisfaction, les qualités requises de la matière dont le bouchon est formé sont: une forte résistance à la carbonisation, un faible coefficient d'élasticité, un faible coefficient de dilatation, une forte conduction thernique, une forte résistance à la traction et à l'allongement. L'acier et la fonte de fer possèdent ces qualités jusqu'à un certain degré, mais on constate que fortement sollicités, les bouchons chauds faits en ces matières ont une propension à se crevasser.
Il existe aussi des matières nimoniques ayant les qualités requises à un degré suffisant et moins sujettes à se carboniser ou à se crevasser, mais ces matières sont coûteuses et difficiles à travailler.
Dans la plupart des moteurs du genre décrit, le passage de transfert, ou chaque passage de transfert est placé et conformé de
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manière à établirle tourbillonnement organisé désiré de la charge dans la poche. La disposition tangentielle nécessaire du passage crée une arête à angle augu à chaque extrémité du passage dans le bouchon chaud et on cons ete par expérience que pour des moteurs du genre décrit ayant des poches de combustion de forme approximati- vement sphérique ou globulaire et un seul passage de transfert, des crevasses sont particulièrement aptes à se òrner à partir des extrémités de ces angles aigus du passage, tandis que pour des moteurs dont les poches de combustion ont une section ovale aplatie telle que décrite ci-dessus et deux passages de transfert,
des crevasses se forment facilement entre les deux passages. Ces crevas- ses ne sont pas dues aux pressions de combustion ou aux fortes solli dations thermiques statiques dans des conditions de fortes charge-, mais bien à la fatigue occasionnée par les changements de sollicitation thermique résultant de changements répétés de la charge du moteur.Ainsi, pendant la marche, des gradients considé- rables de température existent entre la partie à haute température du bouchon entourant de près le ou les passages de transfert et, là où il y a deux passages, entre ces passages, à cause des gaz enflammés passant à grande vitesse par ce ou ces passages, et les parties circonférentielles extérieures plus froides du bouchon, ces gradients de température dépendant des variations de charge du moteur et variant avec celles-ci.
Les sollicitations résultant de ces gradients de température se présentent sous une forme com- pliquée à cause de la conformation du bouchon chaud, le contact du rebord circonférentiel extérieur du bouchon avec la paroi refroidie qui. l'entoure, le maintientet localise le bouchon, la disposition normalement asymétrique du ou des passages de transfert dans le bouchon, et l'interférence de diverses parties du bouchon a- vec la dilatation et la contraction d'autres parties.
De plus, la présence de sollicitations thermiques fluctuantes dans les couches superficielles de la matière exposée à la combustion, quoique con-
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finée à ces couches superficielles, peut produire de fortes concen- trations par point de sollicitations thermiques à hauteur des arêtes à angles aigus décrits ci-dessus et peut ainsi contribuer à la formation des crevasses en question.
Sous ce rapport, on peut suppo- ser que le plus grand écoulement de chaleur se situe à la. surface du ou des passages de transfert et près de celle-ci, la dilatation en résultant étant contrariée par la partie relativement rigide plus froide du bouchon entourant cette surface, avec ce résultat que la matière entourant de près le passage de transfert, et entre les passages lorsqu'ils sont deux, est soumise à de fortes sollicitations par compression et cette matière se déforme plasti- quement si la limita de compressibilité de la matière à cette tempé- rature est dépassée.
Ce fluage plastique permet un relâchement des sollicitations occasionnées lorsque le moteur est en charge,'mais provoque des sollicitations correspondantes de la matière par traction lorsque le bouchon se refroidit. Ces sollicitations par traction sont limitées à la valeur de la résistance à la déformation à chaud de la matière par compression et par conséquent peuvent ne pas suffire par elles-êroes à provoquer les crevasses, mais leur répétition, due aux changements de charges en marche et à l'arrêt et la remise en marche du moteur provoque, pense-t-on, un défaut par fatigue se traduisant par les crevasses.
L'expérience prouve que la tendance à la formation de crevasses aux angles aigus des arêtes peut être réduite, comme on s'y attend, en arrondissant ces arêtes, mais ceci tend à diminuer la performance du moteur si le rayon est appréciable,et de plus n'apporte pas une solution au problème quand le développement de puissance est très élevé. ,
Suivant l'invention, dans un moteur à combustion du genre décrit, le bouchon chaud comporte au moins une fente s'étendant de sa partie circonférentielle vers l'intérieur du corps du bouchon et servant à réduire les sollicitations thermiques subies par le bou- chon dues aux dilatations et/ou aux contractions thermiques.
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Normalement une seule fente suffit, et dans un bouchon à passage de transfert unique, cette fente s'étend de préférence depuis la partie circonféxentielle du bouchon jusque dans le passage de transfert, son extrémité intérieure s'étendant longitudinalement par rapport à celui-ci. Dans cette disposition, qui s'applique particulièrement bien aux moteurs du genre décrit comportant une poche de combustion approximativement sphérique ou globulaire, l'extrémité intérieure de la fente s'ouvre dans le passage de transfert et forme avec celui-ci une ouverture ayant la forme générale d'un trou de serrure.
De plus, la fente est contenue de préférence dans un plan qui contient également l'axe longitudinal du passage de transfert, c'est-à-dire la ligne imaginaire' s'étendant au centre du passage de transfert. E- tant donné que dans beaucoup de cas, l'axe longitudinal du passage de transfert est contenu dans un plan renfermant également l'axe du bouchon, c'est-à-dire l'axe par rapport auquel la surface extérieure du bouchon est une figure de révolution, la fente sera donc comprise dans un plan commun à l'axe du bouchon et à l'axe longitudinal du passage de transfert. Là où il y a deux passages detransfert, une fente semblable peut déboucher dans chacun d'eux.
Avec une telle disposition dans laquelle, en raison de l'inclinaison du passage de transfert ou de chaque passage de transfert dont les côtés se terminent à. l'embouchure du passage par un angle aigu ou une arête vive comme décrit ci-dessus, l'ex- trémité intérieure de la fente débouche de préférence dans une de ces arêtes, tendant ainsi à soulager dans une forte proportion les sollicitations thermiques qui sont la cause de la formation de crevasses à hauteur de ces arêtes.
Lorsque l'invention s'applique à un moteur du genre à pocle de combustion de section ovale aplatie comme décrit ci-dessus, la fente peut s'étendre approximativement radialement à partir de la circonférence du bouchon chaud vers un point rapproché de son centre ou, dans le cas d'un bouchon chaud à deux passages de
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transfert, la fente peut être voisine de la séparation métallique entre les passages de transfert. Dans un moteur à combustion interne suivant l'invention, au début de la marche à pleine charge ou à charge élevée, la fente a tendance à se rétrécir à cause de la dila- tation thermique circonférentielle du bord du bouchon chaud dans le suralésage du logement prévu dans la culasse.
Il peut être sollicité de façon permanente dans ces conditions à cause des sollicitations engendrées par la dilatation thermique dépassant la limite d'élas- ticité réduite des zones de températures élevées de la matière du bouchon chaud. En se refroidissant et en se contractant, le rebord du bouchon peut prendre du jeu dans son logement et la fente peut devenir de façon permanente sensiblement plus étroite à froid, spécialement à son extrémité extérieure où elle s'ouvre dans la partie circonférentielle du bouchon, mais également, et ce à un degré moindre, à son extrémité intérieure où, comme décrit, elle s'ouvre souvent dans le passage de transfert.
Ultérieurement, la fente s'ouvrira et se fermera suivant les changements de condition de marche du moteur tandis que l'agencement du rebord circonféren- tiel ou d'autres parties du bouchon servant à le maintenir en place par rapport aux parois refroidies qui l'entourent variera, relâchant ainsi considérablement les sollicitations thermiques qui seraient engendrées autrement.
Deux exemples d'exécution de .l'invention sont représen- tés sur les dessins annexés, dans lesquels:
Figure 1 est une coupe de la partie supérieure du bloc des cylindres et de la culasse d'une forme d'exécution du moteur suivant l'invention, la coupe passant par un plan contenant l'axe de la poche de combustion, l'axe longitudinal du passage de trans- fert et l'axe du cylindre;
Figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'une forme d'exécution d'un bouchon chaud utilisé dans ces moteurs, montrant l'emplacement où les crevasses ont tendance à se produire;
Figure 3 eet une vue du dessous en plan de la forme d'exé- cution du bouchon représentée sur la figure 2;
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Figure 4 est une vve du dessous en plan à plus grande échelle du bouchon chaud suivant l'invention monte dans le moteur représenté sur la figure 1, avant que celui-ci n'air servi ;
Figure 5 est une vue semblable à la figure 4, montrant la formé que ce bouchon chaud prend à froid après une marche soutenue du moteur;
Figure 6 est une vue semblable à la figure 1 d'une autre forme de réalisation de l'invention, suivant le plan brisé représenté par la ligne 6-6 sur la figure 9.
Figures 7 et 8 sont des vues, semblables aux figures 2 et 3, d'une forme de bouchon chaud employée jusqu'à présent dans ces moteurs et
Figures 9 et 10 sont des vues, semblables aux figures 4 et 5, du bouchon chaud monté dans le moteur suivant l'invention, représenté sur la figure 6,
Sur la figure 1, le moteur comprend un bloc de cylindres 1 comportant un certain nombre de chemises de cylindres dont l'une est indiquée en 2, et une culasse 3 pourvue de lumières d'admission et d'échappement normaux commandées par des soupapes à levée de façon connue, les lumières et les soupapes n'apparaissant pas dans la coupe représentée sur le dessin, mais étant de forme connue et ne faisant par conséquent pas partie de la présente invention.
Une poche de combustion 4 est formée de façon connue dans la culasse, avec une embouchure, cylindrique dans son ensemble, donnant en partie sur l'alésage du cylindre 2 de manière à communi- quer avec celui-ci. La poche 4 a une extrémité supérieure 5 approximativement sphérique dans laquelle débouche un alésage 6 où est logé un ajutage d'injecteur de combustible 7.
Un bouchon chaud 8 conforme à l'invention est logé de façon connue dans l'embouchure cylindrique de la poche 4; la surface extérieure de ce bouchon chaud, cylindrique dans l'ensemble, est quelque peu écartée de la paroi de cette embouchure à l'exception
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d'un rebord 9 à sa partie inférieure qui est logée dans une cavité annulaire ou élargissement de l'extrémité inférieure de l'embou- chure et vient en contact avec la paroi annulaire comme c'est normalement le cas dans les moteurs de ce genre.
Le bouchon chaud a une surface intérieure 10 approximati- vement hémisphérique formant avec l'extrémité 5 de la poche une poche de combustion en substance sphérique qui communique avec l'alésage du cylindre par un passage de transfert Il formé dans le bouchon chaud et disposé de manière que la charge d'air refoulée par ce passage à chaque temps de compression du moteur tourbillonne dans la poche de combustion autour d'un axe approximativement horizontal perpendiculaire au plan contenant l'axe de la poche (c'est-à-dire l'axe vertical autour duquel est engendrée sa surface de révolution) et l'axe du passage de transfert (c'est-à-dire la ligne imaginaire passant par le centre du courant de gaz s'écoulant par le passage de transfert).
Les parties du moteur décrites jusqu'à présent sont con- nues. Si le moteur était réalisé comme décrit ci-dessus, le bouchon 8 serait du genre représenté à titre d'exemple sur les figures 2 et 3, mais l'expérience à montré que lorsque les moteurs équipés de ces bouchons chauds ont fonctionné un certain temps, des crevasses comme indiqué en 12 et 13 ont tendance à se former dans les bouchons.
Dans l'exemple d'exécution représenté de la présente invention, le bouchon chaud est confomé comme le montrent les figures 1 et 4, c'est-à-dire qu'il comporte une fente 14 s'étendant dans le bouchon à partir du côté du passage de transfert 11 éloigné de l'alésage du cylindre vers et à travers la périphérie du bouchon de manière que son extrémité intérieure coupe l'arête formée par le bord 15 tandis que son extrémité inférieure se trouve presque entièrement sur une partie du joint de culasse normal interposé entre la culasse et le bloc des cylindres.
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La largeur initiale de la fente 14 du bouchon chaud peut être par exemple de 0,04 pouce (1 nuit} si l'on suppose un bouchon' d'un diamètre extérieur d'environ 1,25 à 1,5 pouce (31 à 37 mm).
Comme décrit plus haut, le bouchon peut avoir initialement des dimensions telles que le rebord circonférentiel extérieur 9 doive être enfoncé de force dans le logement qui le reçoit, comme cela se pratique actuellement, de manière .qu'en fait le rebord 9 soit légèrement comprimé à la manière d'un ressort dans son loge- ment.
Après une marche sous forte charge, on a constate que la fente 14 devient appréciablement plus étroite de façon permanente et prend la forme représentée sur la figure5.
Dans le second exemple d'exécution de l'invention, représenté sur les figures 6, 9 et 10,le moteur comprend un bloc de cylindres 16 et une culasse 17, le bloc de cylindras comportant des chemises de cylindres dont l'une est représentée en 18, et la culasse comporte des lumières d'admission et d'échappement et des passages, semblables dans l'ensemble à ceux du moteur représenté sur la figure 1. Dans le moteur représenté sur les figures 6, 9 et 10, la culasse comporte une poche 20 de conformation différente de celle du moteur représenté sur la figure 1.
La poche 20 comporte une embouchure 21, cylindrique dans son ensemble, et une partie d'extrémité supérieure 22a ayant une section circulaire par rapport à l'axe de l'embouchure cylindrique de la poche (appelé ci-après l'axe de la poche) et la section représentée dans des plans conte- nant cet axe. L'embouchure de la poche s'ouvre en partie sur l'alé- sage du cylindre et contient un bouchon chaud 22 qui, comme pour le bouchon chaud de la figure 1, est quelque peu écarté de la surface de l'embouchure de la poche à l'exception du rebord circonférentiel 23 de l'extrémité inférieure du bouchon qui est en contact avec une cavité circohférentielle ou élargissement de 1'extrémité inférieure de l'embouchure de la poche.
La conformation normale des bouchons chauds utilisés
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jusqu'à présent dans les moteurs du genre représenté sur la figure 6 est montrée sur les figures 7 et 8, avec deux passages de transfert 24 et 25 les traversant; on a découvert qu'en pratique, avec de tels bouchons chauds, des crevasses ont tendance à se produire entre les deux passages, comme indiqué en 26.
Suivant l'invention, on utilise des bouchons modifiés comme représenté sur les figures 6, 9 et 10,qui ont une forme semblable dans l'ensemble à celle du bouchon représenté sur les figu- res 7 et 8, mais sont pourvus d'une fente radiale 27 partant d'un forage de petit diamètre 28 au centre du bouchon, vers un point de la circonférence éloigné de l'alésage du cylindre, comme représenté sur la figure 6.
Dans cette forme de réalisation, le rebord 23 peut également être enfoncé de force dans la cavité annulaire dans laquelle il se loge lorsque le bouchon est initialement monté dans la culasse et on a découvert qu'après fonctionnement en charge du moteur,la fente peut s'être appréciablement réduite de façon permanente en largeur, comme représenté sur la figure 10.
La largeur initiale de la fente 27 peut être d'environ 0,04 pouce (1 mm) pour un bouchon d'un diamètre extérieur d'environ 1,25 à 1,5 pouce (31 à 37 mm).
Un injecteur de combustible 29 est monté de façon normale dans les moteurs suivant l'invention, comme représenté sur la figure 6.
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The present invention relates to internal combustion engines of the type of injection of liquid fuel and compression ignition and of the type comprising a combustion pocket, into which fuel is injected, and which is associated with the cylinder bore or with the bore of each cylinder and communicates with this bore through a mouth in which is housed an insert or plug (hereinafter called hot plug) generally having limited thermal conduction contact with the adjacent cooled walls and containing at least one transfer passage through which combustion air is forced into the.
pocket during each compression step and through which the combustion products
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and combustion fuel and air flow from the pocket into the cylinder during each working time.
In combustion engines of the type described, the shape of the pocket and the arrangement of the transfer passage (s) are generally such that the air forced into the pocket by the transfer passage undergoes in the pocket a swirl organized around it. 'an axis, the fuel being injected into the swirling air charge, this swirling of the air having the effect of distributing the fuel in the air charge, and the invention applies particularly to internal combustion engines of such in which the pocket is approximately spherical or of a generally globular shape as a whole, as described and shown, for example, in the Belgian patents ns.
384.932, 409.818 and 541.875 of the Applicant, or else of flattened oval section seen in section in planes containing the axis of the swirl. ment of the load, as described and shown in Belgian Patent No. 410,143 of the Applicant.
In internal combustion engines of the type described, the hot plug is subjected to high temperatures and thermal stresses which vary according to the load and, to give satisfaction, the qualities required of the material from which the plug is formed are: high resistance to carbonization, a low coefficient of elasticity, a low coefficient of expansion, high heat conduction, high tensile strength and elongation. Steel and cast iron have these qualities to a certain extent, but it is found that when under heavy stress, hot plugs made of these materials have a tendency to crack.
There are also nimonic materials having the requisite qualities to a sufficient degree and less prone to char or crack, but these materials are expensive and difficult to process.
In most engines of the type described, the transfer passage, or each transfer passage is placed and shaped
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so as to establish the desired organized swirl of the load in the pocket. The necessary tangential arrangement of the passage creates an angled ridge at each end of the passage in the hot plug and it has been observed from experience that for engines of the kind described having combustion pockets of approximately spherical or globular shape and only one transfer passage, crevices are particularly apt to erupt from the ends of these acute angles of the passage, while for engines whose combustion pockets have a flattened oval section as described above and two transfer passages,
crevices easily form between the two passages. These bursts are not due to combustion pressures or high static thermal stresses under high load conditions, but rather to fatigue caused by changes in thermal stress resulting from repeated changes in engine load. , during operation, considerable temperature gradients exist between the high temperature portion of the plug closely surrounding the transfer passage (s) and, where there are two passages, between these passages, due to the inflamed gases passing through. at high speed by this or these passages, and the colder outer circumferential parts of the plug, these temperature gradients depending on the load variations of the engine and varying with them.
The stresses resulting from these temperature gradients are in a complicated form due to the shape of the hot plug, the contact of the outer circumferential rim of the plug with the cooled wall. surrounds it, maintains and locates the plug, the normally asymmetrical arrangement of the transfer passage (s) in the plug, and the interference of various parts of the plug with the expansion and contraction of other parts.
In addition, the presence of fluctuating thermal stresses in the surface layers of the material exposed to combustion, although con-
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finished at these surface layers, can produce high concentrations per point of thermal stresses at the height of the sharp-angled edges described above and can thus contribute to the formation of the crevices in question.
In this respect, it can be assumed that the greatest heat flow is at the. surface of and near the transfer passage (s), the resulting expansion being thwarted by the cooler relatively stiff portion of the plug surrounding that surface, with the result that the material closely surrounding the transfer passage, and between passages when there are two, is subjected to strong stresses by compression and this material deforms plastically if the compressibility limit of the material at this temperature is exceeded.
This plastic creep allows a relaxation of the stresses caused when the engine is under load, 'but causes corresponding stresses of the material by traction when the plug cools. These tensile stresses are limited to the value of the resistance to hot deformation of the material by compression and therefore may not be sufficient by themselves to cause the cracks, but their repetition, due to changes in loads in motion and stopping and restarting the engine is believed to cause a fatigue fault resulting in crevices.
Experience shows that the tendency for cracks to form at sharp angles of ridges can be reduced, as expected, by rounding these ridges, but this tends to decrease engine performance if the radius is appreciable, and plus does not solve the problem when the power development is very high. ,
According to the invention, in a combustion engine of the type described, the hot plug comprises at least one slot extending from its circumferential part towards the inside of the body of the plug and serving to reduce the thermal stresses to which the plug is subjected. due to thermal expansion and / or contractions.
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Normally a single slot is sufficient, and in a single transfer passage stopper, this slot preferably extends from the circumferential portion of the stopper into the transfer passage, its inner end extending longitudinally of the latter. In this arrangement, which applies particularly well to engines of the type described comprising an approximately spherical or globular combustion pocket, the inner end of the slot opens into the transfer passage and forms therewith an opening having the general shape of a keyhole.
In addition, the slit is preferably contained in a plane which also contains the longitudinal axis of the transfer passage, i.e. the imaginary line extending through the center of the transfer passage. Given that in many cases the longitudinal axis of the transfer passage is contained in a plane also enclosing the axis of the stopper, that is to say the axis relative to which the outer surface of the stopper is a figure of revolution, the slot will therefore be included in a plane common to the axis of the stopper and to the longitudinal axis of the transfer passage. Where there are two transfer passages, a similar slot may open into each of them.
With such an arrangement in which, due to the inclination of the transfer passage or each transfer passage whose sides end at. the mouth of the passage through an acute angle or a sharp edge as described above, the inner end of the slot preferably opens into one of these ridges, thus tending to relieve a large proportion of the thermal stresses which are the cause of the formation of crevices at the height of these ridges.
When the invention applies to an engine of the type with a combustion pole of flattened oval section as described above, the slot may extend approximately radially from the circumference of the hot plug to a point near its center or , in the case of a hot plug with two passages of
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transfer, the slit may be close to the metal separation between the transfer passages. In an internal combustion engine according to the invention, at the start of running at full load or at high load, the slot tends to narrow due to the circumferential thermal expansion of the edge of the hot plug in the overbore of the housing. provided in the cylinder head.
It can be permanently stressed under these conditions because of the stresses generated by thermal expansion exceeding the reduced elasticity limit of the high temperature zones of the hot plug material. As it cools and contracts, the rim of the stopper can take play in its housing and the slot can become permanently noticeably narrower when cold, especially at its outer end where it opens into the circumferential part of the stopper. but also, and to a lesser degree, at its inner end where, as described, it often opens into the transfer passage.
Subsequently, the slot will open and close according to changes in engine operating condition while the arrangement of the circumferential rim or other parts of the plug serving to hold it in place with respect to the cooled walls which the surrounding area will vary, thus considerably releasing the thermal stresses that would otherwise be generated.
Two exemplary embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a section through the upper part of the cylinder block and the cylinder head of an embodiment of the engine according to the invention, the section passing through a plane containing the axis of the combustion pocket, the axis longitudinal of the transfer passage and the axis of the cylinder;
Figure 2 is a sectional view on a larger scale of an embodiment of a hot plug used in these engines, showing the location where crevices tend to occur;
Figure 3 and a bottom plan view of the embodiment of the plug shown in Figure 2;
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Figure 4 is a bottom plan on a larger scale of the hot plug according to the invention mounted in the engine shown in Figure 1, before the latter is used;
Figure 5 is a view similar to Figure 4, showing the shape that this hot plug takes cold after a sustained running of the engine;
Figure 6 is a view similar to Figure 1 of another embodiment of the invention, taken on the broken plane shown by line 6-6 in Figure 9.
Figures 7 and 8 are views, similar to Figures 2 and 3, of a form of hot plug hitherto employed in these engines and
Figures 9 and 10 are views, similar to Figures 4 and 5, of the hot plug mounted in the engine according to the invention, shown in Figure 6,
In FIG. 1, the engine comprises a cylinder block 1 having a number of cylinder liners, one of which is indicated at 2, and a cylinder head 3 provided with normal intake and exhaust ports controlled by throttle valves. lifted in a known manner, the ports and valves not appearing in the section shown in the drawing, but being of known shape and therefore not forming part of the present invention.
A combustion pocket 4 is formed in a known manner in the cylinder head, with a mouth, cylindrical as a whole, partly facing the bore of the cylinder 2 so as to communicate therewith. The pocket 4 has an approximately spherical upper end 5 into which opens a bore 6 where a fuel injector nozzle 7 is housed.
A hot plug 8 according to the invention is housed in a known manner in the cylindrical mouth of the bag 4; the outer surface of this hot plug, generally cylindrical, is somewhat separated from the wall of this mouth with the exception of
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a flange 9 at its lower part which is housed in an annular cavity or widening of the lower end of the mouth and comes into contact with the annular wall as is normally the case in engines of this type .
The hot plug has an approximately hemispherical interior surface 10 forming with the end 5 of the pocket a substantially spherical combustion pocket which communicates with the bore of the cylinder by a transfer passage II formed in the hot plug and disposed in the same way. so that the charge of air discharged by this passage at each compression stroke of the engine swirls in the combustion pocket around an approximately horizontal axis perpendicular to the plane containing the pocket axis (i.e. vertical axis around which its surface of revolution is generated) and the axis of the transfer passage (that is to say the imaginary line passing through the center of the gas stream flowing through the transfer passage).
The parts of the engine described so far are known. If the engine were made as described above, the plug 8 would be of the kind shown by way of example in Figures 2 and 3, but experience has shown that when the engines fitted with these hot plugs have operated for a certain time , crevices as indicated in 12 and 13 tend to form in the plugs.
In the illustrated embodiment of the present invention, the hot plug is configured as shown in Figures 1 and 4, that is to say it has a slot 14 extending into the plug from the side of transfer passage 11 away from the cylinder bore to and through the periphery of the plug so that its inner end intersects the ridge formed by edge 15 while its lower end lies almost entirely over part of the seal cylinder head interposed between the cylinder head and the cylinder block.
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The initial width of the hot plug slot 14 may be, for example, 0.04 inch (overnight) assuming a plug 'with an outside diameter of about 1.25 to 1.5 inches (31 to 37 mm).
As described above, the plug may initially have dimensions such that the outer circumferential rim 9 must be forcibly pressed into the housing which receives it, as is currently the practice, so that the rim 9 is in fact slightly compressed. like a spring in its housing.
After walking under heavy load, it has been found that the slot 14 becomes appreciably narrower permanently and takes the form shown in FIG.
In the second embodiment of the invention, shown in Figures 6, 9 and 10, the engine comprises a cylinder block 16 and a cylinder head 17, the cylinder block comprising cylinder liners, one of which is shown in 18, and the cylinder head has intake and exhaust ports and passages, substantially similar to those of the engine shown in Figure 1. In the engine shown in Figures 6, 9 and 10, the cylinder head comprises a pocket 20 of different conformation from that of the motor shown in FIG. 1.
The pocket 20 comprises a mouth 21, cylindrical as a whole, and an upper end part 22a having a circular section with respect to the axis of the cylindrical mouth of the pocket (hereinafter called the axis of the pocket. ) and the section represented in plans containing this axis. The mouth of the pocket opens partly into the bore of the cylinder and contains a hot plug 22 which, like the hot plug of Figure 1, is somewhat spaced from the surface of the mouth of the cylinder. pocket except for the circumferential rim 23 of the lower end of the stopper which contacts a circohferential cavity or widening of the lower end of the mouth of the pocket.
The normal conformation of hot plugs used
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Heretofore in engines of the kind shown in Figure 6 is shown in Figures 7 and 8, with two transfer passages 24 and 25 passing therethrough; it has been found that in practice, with such hot plugs, cracks tend to occur between the two passages, as indicated at 26.
According to the invention, plugs modified as shown in Figures 6, 9 and 10 are used, which have a shape similar overall to that of the plug shown in Figures 7 and 8, but are provided with a radial slot 27 extending from a small diameter bore 28 in the center of the plug, to a point on the circumference remote from the cylinder bore, as shown in Figure 6.
In this embodiment, the flange 23 can also be forcibly inserted into the annular cavity in which it fits when the plug is initially mounted in the cylinder head and it has been found that after running the engine under load, the slot can s 'be substantially permanently reduced in width, as shown in Figure 10.
The initial width of the slot 27 may be about 0.04 inch (1 mm) for a plug with an outside diameter of about 1.25 to 1.5 inches (31 to 37 mm).
A fuel injector 29 is mounted in the normal manner in the engines according to the invention, as shown in Figure 6.
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