EP0144277A1 - Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et moteur à combustion interne equipe de ce dispositif - Google Patents

Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et moteur à combustion interne equipe de ce dispositif Download PDF

Info

Publication number
EP0144277A1
EP0144277A1 EP84440038A EP84440038A EP0144277A1 EP 0144277 A1 EP0144277 A1 EP 0144277A1 EP 84440038 A EP84440038 A EP 84440038A EP 84440038 A EP84440038 A EP 84440038A EP 0144277 A1 EP0144277 A1 EP 0144277A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
envelope
cavity
walls
head
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP84440038A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alain Kervagoret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0144277A1 publication Critical patent/EP0144277A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F02B3/08Methods of operating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B51/00Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • F02F3/0023Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/28Other pistons with specially-shaped head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/04Heavy metals
    • F05C2201/0433Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448Steel

Definitions

  • the present invention relates to a method for improving the operation of an internal combustion engine and in particular an engine with low volumetric ratio comprising pistons with hollow head.
  • It also relates to a device for improving the operation of an internal combustion engine and in particular an engine with low volumetric ratio comprising pistons with hollow head.
  • thermodynamics show by the following relation: where Te is the end of compression temperature T ' 2 is the air temperature at the closing of the intake valve ; is the volumetric ratio is the ratio of the specific heats of the air.
  • the compression ratio can be lowered to 6 or 7, which makes it possible to double the power for the same displacement.
  • an air temperature above 100 ° C is necessary for admission into the cylinder, which requires the use of devices to maintain this temperature when empty and at low loads.
  • the process known as the "Hyperbar process" is often used to fulfill this condition.
  • the present invention proposes to overcome these drawbacks by proposing a method as mentioned above, characterized in that one adapts in the cavity of the head of the pistons an organ for accumulating heat energy during the combustion phase and for return during the admission and compression phases.
  • this member for aeumulating then restoring heat energy comprises a shell in the form of a bowl.
  • this envelope is advantageously covered with a grid promoting the exchange of thermal energy.
  • said envelope is fixed in the cavity of the piston head in a manner which leaves a space between the concave inner walls of the cavity of the piston head and the convex outer walls of the 'envelope.
  • At least one and preferably several orifices are provided. pressure balancing in the walls of this envelope.
  • the envelope is preferably narrowed in the vicinity of its upper edge.
  • the envelope is shaped by stamping at least one metal sheet to give it the shape of at least one part of a bowl and this part is assembled with other stamped parts and / or machined in the mass to produce said envelope provided with said narrowing forming a planar annular rim.
  • the envelope and the mesh are preferably made of a metal alloy and the mesh is preferably fixed to the edge of the envelope by welding.
  • the device for implementing the above method is characterized in that it comprises a member for accumulating heat energy during the combustion phase and for restoring it during the intake and compression phases.
  • This member for accumulating and then returning heat energy preferably comprises a shell in the form of a bowl.
  • this envelope is advantageously covered with a grid promoting the exchange of thermal energy.
  • the purpose of the casing and the mesh is to reduce heat exchange with the piston. They maintain a surface temperature in the combustion chamber close to the average temperature of the gases.
  • the casing is fixed in the cavity of the piston head in a manner which leaves a space between the concave inner walls of the cavity of the piston head and the convex outer walls of the casing .
  • the envelope comprises at least one orifice passing through its wall right through to ensure communication between said cavity and said space.
  • the envelope advantageously comprises along its upper edge, a rim defining a narrowing of the passage between the interior cavity of the envelope and the combustion chamber.
  • This rim can be formed by the folding of the upper part of the wall of the envelope towards the inside of its cavity, so as to define a plane annular rim constituting the upper end of the envelope.
  • the purpose of this rim formed on the top of the chamber is to increase the speed of the air arriving in the cavity of the envelope during the compression phase of the engine. This increase in air speed increases the exchange coefficient between the hot walls of the envelope and the air.
  • the mesh is preferably fixed directly to said rim of the envelope, for example by welding.
  • the purpose of this mesh is to further increase the air speed and create a turbulent regime in front of the rim, so as to allow better heat exchange. He yields also a large part of its heat to the air passing between the meshes.
  • the turbulence provided by the grating promotes the air / fuel mixture and thus improves combustion.
  • the envelope is preferably fixed on the piston head by spacers-supports, one end of which is integral with the piston heads and the other end of which is integral with the envelope.
  • the envelope is fixed by means of its rim, by several elongated supports passing through the walls of this envelope through the pressure-balancing orifices.
  • These elongated supports can be constituted by bolts screwed into threaded bores made in the piston and the rim of the casing can be taken directly between the upper ends of these bolts and suitable locking members on these ends.
  • the engine according to the invention is characterized in that its pistons are all equipped with devices as described above.
  • Fig. 2 shows a top view of the piston whose head is equipped with the device according to the invention shown in FIG. 1.
  • the piston 10 comprises a hollow head 11 in which a central cavity 12 is formed.
  • the casing 13 and the mesh 14, constituting together the device for improving the operation of internal combustion engines, as described above. above are mounted inside the cavity 12.
  • This envelope is for example produced by stamping a relatively thin sheet of a metal alloy having good mechanical and thermal properties designed to withstand temperatures above 700 ° C. However, it can also be carried out using other simple or composite materials. The relatively low cost, the ease of machining and the quality of the alloys currently sold, logically lead to the use of metallic materials.
  • the profile of the envelope in the form of a bowl, substantially follows the profile of the cavity 12. This is not however a necessary condition. It is however advantageous for the envelope to be mounted at a certain distance from the walls of the cavity 12, so as to provide a space between the convex outer wall of the envelope 13 and the concave inner wall of the cavity 12.
  • the envelope Along its upper edge, the envelope has a rim 15 or neck which could be attached, but which in the present case is constituted by the inward folding of the side walls of this envelope.
  • the flange 15 of planar annular shape serves as a support for the mesh 14 which can be fixed by welding or by any other suitable means.
  • the envelope 13 is carried by four support-spacers 16 constituted respectively by a bolt 17, the threaded lower end 1 & of which is screwed into a threaded bore 19 made in the piston, and the upper end of which has a shoulder 20 on which rests the rim 15, and by a bolt 21, screwed inside a threaded bore 22 formed axially inside the bolt 17.
  • This bolt 21 passes through an opening 23 formed in the rim 20 and its head 24 ensures the fixing , by tightening, of this rim against the shoulder 20.
  • This method of attachment allows precise mounting of the envelope, at a predetermined distance from the walls of the cavity of the piston head.
  • Other fixing methods could be envisaged: for example the tightening head 23 of the bolt 21 could be replaced by a tightening nut screwed onto the threaded upper end of the bolt 21.
  • the materials used both for the production of the envelope and that of the mesh must mainly have very good mechanical characteristics at high temperatures, that is to say at temperatures equal to or greater than 700 ° C.
  • the materials which can be used for this purpose are of the superalloys type mainly based on nickel or on composite materials such as for example silicon carbides / silicon carbides or thermomechanical ceramics of the zirconia or alumina type.
  • the mesh is preferably metallic and welded to the upper surface of the rim of the envelope.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion interne. Le piston (10) comporte une tête creuse (11) dans la cavité de laquelle est montée une enveloppe (13) en forme de cuvette surmontée d'un grillage (14) de préférence soudé à son rebord ou col (15) formant un rétrécissement a la partie supérieure de cette enveloppe. L'ensemble enveloppe-grillage est monté à l'aide d'éléments supports-distanceurs (16) constitués de préférence par des boulons (17) et (21) d'une manière telle qu'un espace soit ménagé entre les parois extérieures convexes de l'enveloppe (13) et les parois intérieures concaves de la cavité (12) de la tête de piston (11). Ce dispositif permet d'améliorer le fonctionnement des moteurs à faible rapport volumétrique notamment pour les vitesses et les charges faibles.

Description

  • La présente invention concerne un procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion interne et notamment un moteur à faible rapport volumétrique comportant des pistons à tête creuse.
  • Elle concerne également un dispositif pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion interne et notamment un moteur à faible rapport volumétrique comportant des pistons à tête creuse.
  • Elle concerne enfin un moteur équipé de ce dispositif.
  • L'augmentation de puissance des moteurs Diesel a été longtemps limitée à des contraintes mécaniques. L'amélioration des performances et la fiabilité des turbo-compresseurs permet maintenant d'augmenter les puissances en réduisant le rapport volumétrique, pour conserver la même pression maximale de combustion dans le cylindre. Cette nouvelle technologie de réduction du rapport volumétrique présente de nombreux avantages. En particulier, elle permet une réduction de la pression maximale de combustion pour une même pression d'air de suralimentation. Sachant que la pression maximale de combustion constitue le principal critère de dimensionnement des moteurs et de ses composants, on peut de ce fait augmenter la pression de suralimentation donc la puissance du moteur sans augmenter les contraintes mécaniques. D'autre part, on peut augmenter le volume de combustion situé au-dessus du piston sans modifier la cylindrée du moteur. Ceci facilite considérablement la combustion et réduit, à injection égale, l'indice de fumée d'échappement. Par ailleurs, on améliore le remplissage des cylindres et enfin on dispose d'un rapport volumétrique parfaitement adapté aux pressions moyennes effectives recherchées.
  • Toutefois, l'abaissement du rapport volumétrique entraîne également des contraintes. La limite d'auto-inflammabilité du combustible impose une température en fin de compression Te minimale de l'ordre de 550o C. Les principes de la thermodynamique montrent par la relation suivante:
    Figure imgb0001
    où Te est la température de fin de compression
    T'2 est la température de l'air à la fermeture de la soupape d'admission
    ; est le rapport volumétrique
    est le rapport des chaleurs spécifiques de l'air.
  • On peut abaisser jusqu'à 6 ou 7 le taux de compression, ce qui permet de doubler la puissance pour une même cylindrée. Toutefois, une température d'air supérieure à 100°C est nécessaire à l'admission dans le cylindre, ce qui impose le recours à des artifices pour maintenir cette température à vide et aux basses charges. Le procédé connu sous le nom de "procédé Hyperbar" est souvent utilisé pour remplir cette condition.
  • Si l'on se contente de réchauffer l'air en faisant circuler de l'eau chaude dans le réfrigérant d'air, le rapport volumétrique ne peut pas être abaissé en-dessous de 8,5 à 9. La puissance rapportée à la cylindrée n'est alors augmentée que de 50%.
  • Dans ces deux cas, les artifices utilisés pour l'amélioration du fonctionnement des moteurs Diesel à rapport volumétrique faible, imposelt des installations coûteuses, sujettes à des déficiences, et parfois peu efficaces.
  • La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en proposant un procédé tel que susmentionné, caractérisé en ce que l'on adapte dans la cavité de la tête dés pistons un organe pour accumuler de l'énergie calorifique pendant la phase de combustion et pour la restituer pendant les phases d'admission et de compression.
  • Selon une forme de réalisation préférée, cet organe pour aeumuler puis restituer de l'énergie calorifique comporte une enveloppe en forme de cuvette.
  • En outre, cette enveloppe est avantageusement recouverte d'un grillage favorisant les échanges d'énergie thermique.
  • Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, l'on fixe ladite enveloppe dans la cavité de la tête de piston d'une manière qui ménage un espace entre les parois intérieures concaves de la cavité de la tête de piston et les parois extérieures convexes de l'enveloppe.
  • Pour assurer une communication entre la cavité intérieure de l'enveloppe et l'espace entre les parois extérieures de cette enveloppe et les parois intérieures de la cavité de la tête de piston, l'on ménage au moins un et de préférence plusieurs orifices d'équilibrage de la pression dans les parois de cette enveloppe.
  • Pour accroître la vitesse du flux d'air arrivant dans la cavité intérieure à l'enveloppe placée dans la cavité de la tête de piston, lors de la phase de compression du moteur, on réalise de préférence un rétrécissement de l'enveloppe au voisinage de son bord supérieur.
  • Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, l'enveloppe est façonnée par emboutissage d'au moins une feuille métallique pour lui donner la forme d'au moins une partie de cuvette et l'on assemble cette partie avec d'autres parties embouties et/ou usinées dans la masse pour réaliser ladite enveloppe pourvue dudit rétrécissement formant un rebord annulaire plan. L'enveloppe et le grillage sont de préférence réalisés en alliage métallique et le grillage est de préférence fixé au rebord de l'enveloppe par soudure.
  • Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus est caractérisé en ce qu'il comporte un organe pour accumuler de l'énergie calorifique pendant la phase de combustion et pour la restituer pendant les phases d'admission et de compression.
  • Cet organe pour accumuler puis restituer de l'énergie calorifique comporte de préférence une enveloppe en forme de cuvette. En outre, cette enveloppe est avantageusement recouverte d'un grillage favorisant les échanges d'énergie thermique.
  • L'enveloppe et le grillage ont pour but de réduire les échanges thermiques avec le piston. Ils maintiennent une température de surface dans la chambre de combustion proche de la température moyenne des gaz.
  • Selon un mode de réalisation préféré, l'enveloppe est fixée dans la cavité de la tête de piston d'une manière qui ménage un espace entre les parois intérieures concaves de la cavité de la tête de piston et les parois extérieures convexes de l'enveloppe. Cette disposition permet de ménager une couche d'air entre le piston et l'enveloppe suffisante pour réduire considérablement les échanges thermiques entre l'enveloppe et le piston.
  • Afin de permettre d'équilibrer les pressions entre la chambre de combustion et l'espace ménagé entre les parois extérieures de l'enveloppe et les parois intérieures de la cavité de la tête de piston, et de supprimer ainsi les risques de provoquer des déformations mécaniques, l'enveloppe comporte au moins un orifice traversant sa paroi de part en part pour assurer une communication entre ladite cavité et ledit espace.
  • L'enveloppe comporte avantageusement le long de son bord supérieur, un rebord définissant un rétrécissement du passage entre la cavité intérieure de l'enveloppe et la chambre de combustion. Ce rebord peut être constitué par le repli de la partie supérieure de la paroi de l'enveloppe vers l'intérieur de sa cavité, de manière à définir un rebord annulaire plan constituant l'extrémité supérieure de l'enveloppe. Ce rebord ménagé sur le haut de la chambre a pour but d'augmenter la vitesse de l'air arrivant dans la cavité de l'enveloppe pendant la phase de compression du moteur. Cette augmentation de la vitesse de l'air accroît le coefficient d'échange entre les parois chaudes de l'enveloppe et l'air.
  • Le grillage est de préférence fixé directement audit- rebord de l'enveloppe, par exemple par soudure. Ce grillage a pour but d'accroître encore la vitesse de l'air et de créer un régime turbulent en avant du rebord, de manière à permettre un meilleur échange thermique. Il cède également une grande partie de sa chaleur à l'air passant entre les mailles. Par ailleurs, les turbulences apportées par le grillage favorisent le mélange air/combustible et améliorent ainsi la combustion.
  • L'enveloppe- est de préférence fixée sur la tête de piston par des supports-distanceurs dont une extrémité est solidaire des têtes de piston et dont l'autre extrémité est solidaire de l'enveloppe.
  • Selon un mode de réalisation préféré, l'enveloppe est fixée par l'intermédiaire de son rebord, par plusieurs supports allongés traversant les parois de cette enveloppe par les orifices d'équilibrage de la pression. Ces supports allongés peuvent être constitués par des boulons vissés dans des alésages filetés ménagés dans le piston et le rebord de l'enveloppe peut être pris directement entre les extrémités supérieures de ces boulons et des organes de blocage adaptés sur ces extrémités.
  • Le moteur selon l'invention est caractérisé en ce que ses pistons sont tous équipés de dispositifs tels que décrits ci-dessus.
  • La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation préféré et au dessin annexé dans lequel:
    • La fig-. 1 représente une vue partielle en coupe axiale d'une tête de piston équipée d'un dispositif selon l'invention, et
  • La fig. 2 représente une vue de dessus du piston dont la tête est équipée du dispositif selon l'invention représenté par la fig. 1.
  • En référence aux figures, le piston 10 comporte une tête creuse 11 dans laquelle est ménagée une cavité centrale 12. L'enveloppe 13 et le grillage 14, constituant ensemble le dispositif pour améliorer le fonctionnement des moteurs à combustion interne, tels que décrits ci-dessus sont montés à l'intérieur de la cavité 12. Cette enveloppe est par exemple réalisée par emboutissage d'une tôle relativement mince d'un alliage métallique ayant de bonnes propriétés mécaniques et thermiques conçue pour résister à des températures supérieures à 7000 C. Toutefois, elle peut également être réalisée à l'aide d'autres matériaux simples ou composites. Le coût relativement faible, la facilité d'usinage et la qualité des alliages couramment commercialisés, conduisent logiquement à l'utilisation de matériaux métalliques. Dans l'exemple représenté, le profil de l'enveloppe, en forme de cuvette, épouse sensiblement le profil de la cavité 12. Ceci ne constitue cependant pas une condition nécessaire. Il est toutefois avantageux que l'enveloppe soit montée à une certaine distance des parois de la cavité 12, de manière à ménager un espace entre la paroi extérieure convexe de l'enveloppe 13 et la paroi intérieure concave de la cavité 12.
  • Le long de son bord supérieur, l'enveloppe comporte un rebord 15 ou col qui pourrait être rapporté, mais qui dans le présent cas est constitué par le repli vers l'intérieur des parois latérales de cette enveloppe. Le rebord 15 de forme annulaire plan sert de support au grillage 14 qui peut être fixé par soudure ou par tout autre moyen approprié.
  • L'enveloppe 13 est portée par quatre supports-distanceurs 16 constitués respectivement par un boulon 17 dont l'extrémité inférieure filetée 1& est vissée dans un alésage taraudé 19 ménagé dans le piston, et dont l'extrémité supérieure comporte un épaulement 20 sur lequel repose le rebord 15, et par un boulon 21, vissé à l'intérieur d'un alésage taraudé 22 ménagé axialement à l'intérieur du boulon 17. Ce boulon 21 traverse une ouverture 23 ménagée dans le rebord 20 et sa tête 24 assure la fixation, par serrage, de ce rebord contre l'épaulement 20.
  • Ce mode de fixation permet un montage précis de l'enveloppe, à une distance prédéterminée des parois de la cavité de la tête du piston. D'autres modes de fixation pourraient être envisagés : par exemple la tête de serrage 23 du boulon 21 pourrait être remplacée par un écrou de serrage vissé sur l'extrémité supérieure filetée du-boulon 21.
  • Les matériaux utilisés à la fois pour la réalisation de l'enveloppe et celle du grillage, doivent principalement posséder de très bonnes caractéristiques mécaniques aux hautes températures, c'est-à-dire à des températures égales ou supérieures à 7000C. Les matériaux pouvant être utilisés à cet usage sont du type superalliages principalement à base de nickel ou des matériaux composites tels que par exemple des carbures de silicium/carbures de silicium ou des céramiques thermo- mécaniques du type zircone ou alumine. Le grillage est de préférence métallique et soudé sur la surface supérieure du rebord de l'enveloppe.
  • Des tests réalisés sur un moteur à rapport volumétrique de 7 ont montré qu'il pouvait fonctionner à une vitesse angulaire de 500 tours/mn à vide avec une température de l'air à l'entrée du cylindre de 25oC Un moteur identique non équipé du dispositif décrit n'aurait pu fonctionner correctement que si l'air à l'entrée du cylindre avait eu une température voisine de 100°C.
  • Ceci démontre bien que ce dispositif permet aux moteurs à rapport volumétrique faible de fonctionner à faible charge et au ralenti sans avoir recours à un préchauffage quelconque de l'air d'admission.
  • La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites mais peut subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art.

Claims (21)

1. Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion interne, notamment un moteur à faible rapport volumétrique comportant des pistons à tête creuse, caractérisé en ce que l'on adapte dans la cavité de la tête (11) des pistons un organe (13, 14) pour accumuler de l'énergie calorifique pendant la phase de combustion et pour la restituer pendant la phase d'admission et de compression.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cet organe pour accumuler puis restituer de l'énergie calorifique comporte une enveloppe (13) en forme de cuvette.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fixe par-dessus cette enveloppe (13) un grillage (14) favorisant les échanges d'énergie thermique.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fixe ladite enveloppe (13) dans la cavité (12) de la tête (11) de piston (10), d'une manière qui ménage un espace entre les parois intérieures concaves de la cavité (12) de la tête de piston et les parois extérieures convexes de l'enveloppe (13).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on ménage des orifices d'équilibrage de la pression dans les parois de l'enveloppe (13) pour assurer une communication entre la cavité intérieure de l'enveloppe et l'espace intermédiaire délimité par les parois extérieures de cette enveloppe et les parois intérieures de la cavité de la tête de piston.
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on . réalise un rétrécissement de l'enveloppe (13) au voisinage de son bord supérieur et autour du grillage (14).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on réalise au mois une préforme métallique pour lui donner.la forme d'au moins une partie de cuvette, et en ce que l'on assemble cette partie avec d'autres parties embouties et/ou usinées dans la masse pour réaliser ladite enveloppe pourvue dudit rétrécissement formant un rebord annulaire plan (15).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) et le grillage (14) sont réalisés en alliage métallique et en ce que l'on fixe le grillage (14) au rebord (15) de l'enveloppe (13) par soudure.
9. Dispositif pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion interne et notamment d'un moteur à faible rapport volumétrique. comportant des pistons à tête creuse, caractérisé en ce qu'il comporte un organe (13, 14) pour accumuler de l'énergie calorifique pendant la phase de combustion et pour la restituer pendant les phases d'admission et de compression.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit organe pour accumuler puis restituer de l'énergie calorifique comporte une enveloppe (13) en forme de cuvette.
11. Dispositif selon la revendication 10. caractérisé en ce que ledit organe pour accumuler puis restituer de l'énergie calorifique comporte également un grillage (14) favorisant les échanges d'énergie thermique, fixé par-dessus ladite enveloppe.
12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite enveloppe (13) est fixée dans la cavité de la tête (11) du piston (10) d'une manière qui ménage un espace entre les parois intérieures concaves de la cavité de la tête de piston et les parois extérieures convexes de l'enveloppe.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) comporte au moins un orifice traversant sa paroi de part en part pour assurer une communication entre la cavité intérieure de l'enveloppe et l'espace ménagé entre les parois extérieures de cette enveloppe et les parois intérieures de la cavité de la tête de piston.
14. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) comporte le long de son bord supérieur un rebord (15) définissant un rétrécissement du passage entre la cavité intérieure de l'enveloppe et la chambre de combustion.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le rebord (15) est constitué par le repli du bord supérieur de la paroi de l'enveloppe (13) vers l'intérieur de sa cavité, et en ce que ce rebord (15) présente une forme annulaire plane.
16. Dispositif selon les revendications 11 et 15, caractérisé en ce que le grillage (14) est directement fixé audit rebord (15) de l'enveloppe (13).
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) est fixée sur la tête de piston par des supports-distanceurs (16) dont une extrémité (18) est solidaire des pistons (10) et dont l'autre extrémité (20) est solidaire de l'enveloppe.
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) est fixée par l'intermédiaire de son rebord (15) par plusieurs supports allongés (16) traversant les parois de cette enveloppe par lesdits orifices d'équilibrage de la pression.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les supports allongés (16) sont constitués par des boulons (17) vissés dans des alésages filetés (19) ménagés dans le piston (10) et en ce que le rebord (15) de l'enveloppe (13) est pris entre les extrémités supérieures (20) de ces boulons et des organes de blocage (21, 23) adaptés sur ces extrémités.
20. Dispositif selon les revendication 10 et 11, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) et le grillage (14) sont réalisés en un matériau conçu pour résister à des températures supérieures à 7000C.
21. Moteur à combustion interne, notamment moteur à combustion interne à faible rapport volumétrique, caractérisé en ce que ses pistons sont respectivement équipés d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 20.
EP84440038A 1983-09-07 1984-08-30 Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et moteur à combustion interne equipe de ce dispositif Withdrawn EP0144277A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8314352 1983-09-07
FR8314352A FR2551494A1 (fr) 1983-09-07 1983-09-07 Procede pour ameliorer le fonctionnement d'un moteur a combustion interne, dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede et moteur a combustion interne equipe de ce dispositif

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0144277A1 true EP0144277A1 (fr) 1985-06-12

Family

ID=9292077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP84440038A Withdrawn EP0144277A1 (fr) 1983-09-07 1984-08-30 Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et moteur à combustion interne equipe de ce dispositif

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4550707A (fr)
EP (1) EP0144277A1 (fr)
JP (1) JPS60150419A (fr)
FR (1) FR2551494A1 (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4863807A (en) * 1987-11-23 1989-09-05 Facet Enterprises, Inc. Multi-layered thermal insulating piston cap
BR9005376A (pt) * 1990-10-18 1992-06-16 Metal Leve Sa Embolo bipartido com fechamento postico de galeria e processo para sua obtencao
DE4137105A1 (de) * 1991-11-12 1993-05-13 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Anordnung eines katalysators fuer die abgase eines verbrennungsmotors
EP2025868A1 (fr) * 2007-08-10 2009-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Aube de turbine avec turbulateur à l'entrée d'air de refroidissement
JP7040309B2 (ja) * 2018-06-14 2022-03-23 トヨタ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御システム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191020416A (en) * 1911-03-01 1911-09-28 Frederick Hussey Tanner Improvements in connection with the Pistons of Internal-combustion Engines.
US1901838A (en) * 1928-07-13 1933-03-14 Acro Ag Piston for internal combustion engines
US2914097A (en) * 1956-07-17 1959-11-24 Battinich Mitchell Filling mechanism
US3906924A (en) * 1972-05-17 1975-09-23 Elsbett L Piston with central combustion chamber for injection-type internal combustion engines
US4092967A (en) * 1976-06-10 1978-06-06 Ricardo & Co., Engineers (1927) Limited I.C. Engines
FR2438745A1 (fr) * 1978-10-14 1980-05-09 Lucas Industries Ltd Moteur a combustion interne a faible taux de compression
DE2931722A1 (de) * 1979-08-04 1981-02-12 Motoren Turbinen Union Kolben

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US30426A (en) * 1860-10-16 Improvement in metallic railroad-cars
US1245641A (en) * 1916-08-02 1917-11-06 Gen Electric Piston for internal-combustion engines.
US2194097A (en) * 1939-04-06 1940-03-19 Reggio Ferdinando Carlo Piston
FR1052345A (fr) * 1951-03-15 1954-01-22 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Piston pour moteurs à combustion interne, notamment pour moteurs diesel
US2865346A (en) * 1955-09-13 1958-12-23 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Internal combustion engine
DE2307347A1 (de) * 1973-02-15 1974-08-22 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Mehrteiliger tauchkolben fuer viertaktbrennkraftmaschinen, insbesondere grossdieselmotoren
JPS53148612A (en) * 1977-05-30 1978-12-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Low-speed-rotation-diesel engine piston
JPS5872656A (ja) * 1981-10-24 1983-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ピストン

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191020416A (en) * 1911-03-01 1911-09-28 Frederick Hussey Tanner Improvements in connection with the Pistons of Internal-combustion Engines.
US1901838A (en) * 1928-07-13 1933-03-14 Acro Ag Piston for internal combustion engines
US2914097A (en) * 1956-07-17 1959-11-24 Battinich Mitchell Filling mechanism
US3906924A (en) * 1972-05-17 1975-09-23 Elsbett L Piston with central combustion chamber for injection-type internal combustion engines
US4092967A (en) * 1976-06-10 1978-06-06 Ricardo & Co., Engineers (1927) Limited I.C. Engines
FR2438745A1 (fr) * 1978-10-14 1980-05-09 Lucas Industries Ltd Moteur a combustion interne a faible taux de compression
DE2931722A1 (de) * 1979-08-04 1981-02-12 Motoren Turbinen Union Kolben

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60150419A (ja) 1985-08-08
US4550707A (en) 1985-11-05
FR2551494A1 (fr) 1985-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2817911A1 (fr) Turbocompresseur a gaz d'echappement avec boitier en tole
FR2692624A1 (fr) Piston pour moteurs à combustion interne.
EP1896714A1 (fr) Chemise de cylindre pour un moteur à combustion interne et bloc cylindres équipés d'une telle chemise
FR2714112A1 (fr) Structure de chemise et de joint d'orifice d'échappement.
EP0144277A1 (fr) Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et moteur à combustion interne equipe de ce dispositif
FR2883929A1 (fr) Caracteristiques d'augmentation du transfert thermique pour une chambre a combustion a paroi tubulaire
FR2915520A1 (fr) Ensemble moteur comprenant un ou plusieurs caloducs pour le refroidissement d'un compresseur haute pression
BE403020A (fr) Perfectionnement aux moteurs à combustion interne du type à injection de combustible liquide
FR2643417A1 (fr) Ensemble de soupape pour moteurs a explosion
FR2621076A1 (fr) Structure de chambre de precombustion pour moteur a combustion interne
FR2849470A1 (fr) Collecteur d'echappement de vehicule automobile a structure porteuse independante
FR2496175A1 (fr) Tete de cylindre en metal leger
FR2921118A1 (fr) Cylindre de moteur a combustion pour vehicule automobile comprenant dans sa chambre de combustion ou sur sa culasse un ou des inserts a haute conductivite thermique
FR3041383B1 (fr) Chemise de cylindre d'un moteur borgne
EP3974632B1 (fr) Revêtement thermique pour un moteur à combustion interne à allumage commandé
EP0391014A2 (fr) Silencieux à absorption pour moteurs à explosion en particulier pour véhicules tout-terrain
EP0323301A1 (fr) Dispositif de distribution pour moteur et compresseur volumétriques
FR2877055A1 (fr) Dispositif d'injection de carburant comportant des moyens de dissipation thermique
EP0120792A1 (fr) Culasse pour moteurs à combustion interne à allumage par compression
EP3258078B1 (fr) Système de refroidissement d'un moteur thermique
WO2010031939A2 (fr) Culasse de moteur a combustion integrant un collecteur d'echappement
WO2007148000A1 (fr) Dispositif d'echappement comportant une culasse munie d'un collecteur d'echappement integre decouple thermique
FR2732409A1 (fr) Dispositif pour controler la direction de la poussee d'un moteur-fusee
EP1135587A1 (fr) Culasse de moteur a combustion interne refroidie par liquide
BE384932A (fr) Procédé et dispositifs perfectionnés pour effectuer la combustion dans les moteurs à combustion interne du type à injection de combustible liquide et à allumage par compression

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19851128

17Q First examination report despatched

Effective date: 19860829

D17Q First examination report despatched (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19880530