EP0209426A1 - Culasse de moteur à combustion interne avec trois soupapes par cylindre - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a cylinder head of an internal combustion engine with positive ignition, comprising combustion chambers associated with corresponding cylinders of the engine and in which each combustion chamber is provided with two intake valves and one valve. 'own exhaust to close two intake ducts and an exhaust duct opening respectively in two opposite side faces of the cylinder head.
- the presence of two intake valves par. combustion chamber allows not only to provide a relatively large passage section for the intake gases, and consequently to obtain a large engine power, but also to provide a variable supply optimized by introducing the intake gases alternately by a single valve at low speeds and / or at low engine loads, or by two valves at high speeds and / or at heavy loads.
- the two intake valves of each combustion chamber are juxtaposed, generally on the side of the side face where the intake ducts open, and on the opposite side are arranged the exhaust valve and a spark plug.
- the internal end of the latter provided with electrodes causing the ignition of the mixture introduced into the chamber, is consequently considerably separated from the center of the chamber, close to the ' exhaust valve and relatively distant from one of the two intake valves. This often results in incomplete combustion of the mixture and a strong knocking tendency, which results in defective engine performance and excessive deterioration of its moving equipment.
- the object of the invention is to produce a cylinder head of the suspended type, with three valves per cylinder, providing the engine with good efficiency and a minimal knocking tendency.
- each combustion chamber the exhaust valve and a first intake valve are arranged on the side of the side face where the exhaust duct opens, the two intake valves are approximately diametrically opposite , and the internal end of the spark plug ' is located between the two intake valves, on the side opposite the exhaust valve and near the center of the chamber.
- a cylinder head 1 of an internal combustion engine intended to cover by its lower face 2 a cylinder block by delimiting with pistons several combustion chambers 3.
- each chamber 3 open two intake ducts 4 , 5 and an exhaust duct 6 which can be closed off respectively with intake rod 7, 8 or exhaust rod valves 9 (hidden by the valve 7 in FIG. 1).
- the intake ducts 4, 5 open into a first lateral face 10 of the cylinder head 1, and the exhaust duct 6 opens into the opposite side 11, communicating respectively with pipes of 'inlet 12 and exhaust 13.
- the conduits 4 and 5 are separated up to the face 10 and the tube 12 has two orifices to the right of this face.
- the conduits 4 and 5 meet before opening onto the face 10, and the tube 12 then has a single orifice at the right of this face.
- the intake valve 7 and the exhaust valve 9 are substantially perpendicular to the face 2 and located, above the chamber 3, on the side of the side face 11, and each cooperate with one of two parallel pushers 14, 15 actuated respectively by a cam 16 and a cam 17 integral with a shaft 18 carried by the cylinder head 1 parallel to the faces 2, 10 and 11.
- the intake valve 8 is significantly inclined relative to the other two valves 7, 9 and is located, above the chamber 3, on the side of the lateral face 10, where it cooperates with a rocker arm oscillating on an axis 20 and actuated by a cam 21 of the shaft 18.
- This axis 20 is carried by several bearing caps 22 which hold the shaft 18 on transverse partitions 23 of the cylinder head 1.
- Each valve is conventionally returned to its seat by a spring such as those 24 and 25 corresponding to valves 7 and 8.
- a cylinder head cover 26 covers the cylinder head 1 so as to protect the shaft 18 and its bearings 22, the rocker arms 19 and their axis 20 as well as the pushers 14, 15 and the springs.
- the cylinder head cover is removed 'in Figure 2 to clarify the drawing.
- the camshaft 18 and the rocker shafts being located relatively high, above the valves 7, 9 and their pushers 14, 15, the intake ducts 4 and 5 have large radii of curvature - for example upper at 3 cm - and open high enough on the face 10 to make room for a spark plug 30 screwed into the cylinder head 1 on the side of this face, near the valve 8 and below the intake duct 4.
- the spark plug is relatively slightly inclined relative to the face 2 of the cylinder head 1 and, according to a feature of the invention, its internal end 30a provided with electrodes is located, in the chamber 3, near the center of the latter , on the side opposite to the exhaust valve 9 and between the two intake valves 7, 8, which are approximately diametrically opposite.
- the intake ducts 4 and 5 have good permeability, that is to say a low resistance to flow for the gases which pass there, which optimizes the supply of the chamber 3, in particular for the high engine operating speeds.
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Abstract
Description
- L'invention est relative à une culasse de moteur à combustion interne à allumage commandé, comportant des chambres de combustion associées à des cylindres correspondants du moteur et dans laquelle chaque chambre de combustion est pourvue de deux soupapes d'admission et d'une soupape d'échappement propres à obturer deux conduits d'admission et un conduit d'échappement débouchant respectivement dans deux faces latérales opposées de la culasse.
- La présence de deux soupapes d'admission par. chambre de combustion permet, non seulement de procurer une relativement grande section de passage pour les gaz d'admission, et par suite d'obtenir une importante puissance du moteur, mais aussi de prévoir une alimentation variable optimisée par introduction des gaz d'admission alternativement par une seule soupape aux basses vitesses et/ou aux faibles charges du moteur, ou par les deux soupapes aux hautes vitesses et/ou aux fortes charges.
- Dans les culasses usuelles de ce type, les deux soupapes d'admission de chaque chambre de combustion sont juxtaposées, généralement du côté de la face latérale où débouchent les conduits d'admission, et du côté opposé sont disposées la soupape d'échappement et une bougie d'allumage. L'extrémité interne de celle-ci, munie d'électrodes provoquant l'inflammation du mélange introduit dans la chambre, est par suite notablement écartée du centre de la chambre, proche de la 'soupape d'échappement et relativement éloignée de l'une des deux soupapes d'admission. Il en résulte souvent une incomplète combustion du mélange et une forte tendance au cliquetis, ce qui se traduit par un rendement défectueux du moteur et une détérioration excessive de son équipage mobile.
- L'invention a pour but de réaliser une culasse du type suspentionné, avec trois soupapes par cylindre, procurant au moteur un bon rendement et une tendance au cliquetis minimale.
- Selon l'invention, dans chaque chambre de combustion la soupape d'échappement et une première soupape d'admission sont disposées du côté de la face latérale où débouche le conduit d'échappement, les deux soupapes d'admission sont à peu près diamétralement opposées, et l'extrémité interne de la bougie' est située entre les deux soupapes d'admission, du côté opposé à la soupape d'échappement et à proximité du centre de la chambre.
- Selon d'autres particularités avantageuses de l'invention :
- - les soupapes sont entraînées par un arbre à cames en tête, par l'intermédiaire de deux poussoirs respectifs pour la soupape d'échappement et pour la première soupape d'admission, et par l'intermédiaire d'un culbuteur pour l'autre soupape d'admission;
- _ la bougie est vissée dans la face latérale où débouchent les conduits d'admission, et elle est disposée, en position inclinée, sous le conduit associé à la première soupape d'admission.
- Un exemple non limitatif de réalisation d'une culasse selon l'invention est décrit ci-après, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- - la Figure 1 est une vue en élévation et en coupe suivant le ligne I-I de la Figure 2 d'une culasse de moteur à combustion interne selon l'invention;
- - la Figure 2 est une vue de dessus sans couvre-culasse de la culasse de la Figure 1;
- - et la Figure 3 est une vue partielle de dessous de la culasse des Figures 1 et 2.
- On voit sur les Figures une culasse 1 d'un moteur à combustion interne, destinée à recouvrir par sa face inférieure 2 un bloc-cylindres en délimitant avec des pistons plusieurs chambres de combustion 3. Dans chaque chambre 3 débouchent deux conduits d'admission 4, 5 et un conduit d'échappement 6 obturables respectivement par des soupapes à tige d'admission 7, 8 ou d'échappement 9 (cachée par la soupape 7 à la Figure 1).
- A leur extrémité opposée à la chambre 3, les conduits d'admission 4, 5 débouchent dans une première face latérale 10 de la culasse 1, et le conduit d'échappement 6 débouche dans la face opposée 11, en communiquant respectivement avec des tubulures d'admission 12 et d'échappement 13. Dans le mode de réalisation représenté, les conduits 4 et 5 sont séparés jusqu'à la face 10 et la tubulure 12 présente deux orifices au droit de cette face. En variante, les conduits 4 et 5 se rejoignent avant de déboucher sur la face 10, et la tubulure 12 présente alors un seul orifice au droit de cette face.
- La soupape d'admission 7 et la soupape d'échappement 9 sont sensiblement perpendiculaires à la face 2 et situées, au-dessus de la chambre 3, du côté de la face latérale 11, et coopèrent chacune avec l'un de deux poussoirs parallèles 14, 15 actionnés respectivement par une came 16 et une came 17 solidaires d'un arbre 18 porté par la culasse 1 parallèlement aux faces 2, 10 et 11.
- La soupape d'admission 8 est notablement inclinée par rapport aux deux autres soupapes 7, 9 et est située, au-dessus de la chambre 3, du côté de la face latérale 10, où elle coopère avec un culbuteur 19 oscillant sur un axe 20 et actionné par une came 21 de l'arbre 18. Cet axe 20 est porté par plusieurs chapeaux de paliers 22 qui maintiennent l'arbre 18 sur des cloisons transversales 23 de la culasse 1.
- Chaque soupape est classiquement rappelée sur son siège par un ressort tel que ceux 24 et 25 correspondant aux soupapes 7 et 8.
- Un couvre-culasse 26 coiffe la culasse 1 de manière à protéger l'arbre 18 et ses paliers 22, les culbuteurs 19 et leur axe 20 ainsi que les poussoirs 14, 15 et les ressorts. Ce couvre-culasse est retiré' de la Figure 2 pour clarifier le dessin.
- L'arbre à cames 18 et les axes de culbuteurs étant situés relativement haut, au-dessus des soupapes 7, 9 et de leurs poussoirs 14, 15, les conduits 4 et 5 d'admission présentent de grands rayons de courbure - par exemple supérieurs à 3 cm- et débouchent suffisamment haut sur la face 10 pour laisser place à une bougie d'allumage 30 vissée dans la culasse 1 du côté de cette face, près de la soupape 8 et au-dessous du conduit d'admission 4.
- La bougie est relativement peu inclinée par rapport à la face 2 de la culasse 1 et, selon une particularité de l'invention, son extrémité interne 30a munie d'électrodes est située, dans la chambre 3, à proximité du centre de celle-ci, du côté opposé à la soupape 9 d'échappement et entre les deux soupapes 7, 8 d'admission, qui sont à peu près diamètralement opposées.
- Il en résulte une combustion satisfaisante des mélanges gazeux produits dans la chambre 3 et une tendance minimale au cliquetis, notamment grâce à la bonne répartition des gaz admis par les deux soupapes opposées 7, 8 et grâce à la position presque centrale de la zone d'inflammation commandée, tandis que la zone comprise entre l'extrémité interne 30a de la bougie 30 et la soupape 9 d'échappement est refroidie par les gaz admis par les deux soupapes 7, 8.
- Par ailleurs, grâce à leur grande courbure, les conduits 4 et 5 d'admission présentent une bonne perméabilité c'est-à-dire une faible résistance à l'écoulement pour les gaz qui y passent, ce qui optimise l'alimentation de la chambre 3, en particulier pour les vitesses élevées de fonctionnement du moteur.
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