La présente invention concerne une culasse de moteur à combustion
interne et plus particulièrement un moteur essence ou diesel du type à
deux soupapes d'admission et au moins une, de préférence deux, soupapes
d'échappement par chambre de combustion.
Dans le but de favoriser le développement de la combustion pour
optimiser les performances des moteurs à combustion interne, en
respectant les normes de pollution comme de niveau sonore, il est
nécessaire de générer un mouvement aérodynamique ordonné dans le
mélange admis dans les chambres de combustion. Préférentiellement, ce
mouvement sera de type swirl, c'est à dire ayant un axe de rotation
parallèle à l'axe des cylindres.
Ce type de mouvement est obtenu, de façon connue, en utilisant
des configurations particulières des conduits d'admission (pipes
hélicoïdales) ou en utilisant des artifices à l'intérieur desdits conduits, tels
des obstacles.
Cependant, la génération d'un fort niveau de swirl implique une
perte de la perméabilité des conduits, c'est-à-dire, pour des conditions
extérieures identiques, une diminution du remplissage et donc une perte de
performance du moteur ainsi qu'une surconsommation de carburant. Il
devient donc particulièrement important de réaliser des conduits dont le
dessin garantit d'une part une perméabilité satisfaisante et d'autre part un
haut niveau de swirl.
Le brevet DE 19534904 décrit, dans cet objectif, une culasse de
type cross flow comportant deux conduits d'admission par chambre de
combustion et deux conduits d'échappement, les orifices d'admission et
d'échappement s'étendant respectivement de part et d'autre du plan
longitudinal médian de la culasse. Les deux conduits d'admission se
situent transversalement depuis la face latérale d'admission, vers la
chambre de combustion. Le premier conduit s'étend entre les deux plans
transversaux délimitant la chambre de combustion, alors que le second
conduit débouche sur la face admission, en traversant l'un de ces plans et
en contournant le logement d'une vis de fixation culasse.
Ce type de solution garantit un niveau de swirl important mais reste
limité au niveau de la perméabilité du fait de la forte courbure du second
conduit d'admission.
La présente invention a donc pour objet de remédier à ces
inconvénients en proposant une culasse de moteur à combustion interne
comportant au moins une chambre de combustion coopérant avec deux
conduits d'admission s'étendant transversalement depuis une face latérale
d'admission vers ladite chambre de combustion et dont le dessin assure,
sans artifices, à la fois un fort niveau de swirl et une excellente
perméabilité.
Selon une caractéristique de l'invention, un premier conduit
d'admission s'étend, depuis un premier orifice d'entrée situé entre les
plans transversaux délimitant la chambre de combustion, pour déboucher
par un premier orifice d'admission, ménagé d'un côté par rapport au plan
médian longitudinal de ladite culasse et un second conduit d'admission
s'étend depuis un second orifice d'entrée situé à l'extérieur desdits plans
transversaux vers un second orifice d'admission, situé du côté opposé au
premier orifice d'admission par rapport audit plan médian longitudinal ou
sensiblement au droit dudit plan médian.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le second orifice
d'admission est disposé de manière sensiblement symétrique au premier
orifice d'admission, par rapport au plan médian longitudinal.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les orifices
d'admission sont disposés d'un même côté par rapport au plan médian
transversal de la chambre de combustion.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier orifice
d'admission est disposé sensiblement au droit du plan médian transversal.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le second orifice
d'admission est situé sensiblement au droit du plan longitudinal.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse comporte
un conduit d'échappement par chambre de combustion.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse comporte
deux conduits d'échappement s'étendant transversalement par rapport au
plan longitudinal, entre les plans transversaux, depuis une face latérale
d'échappement vers la chambre de combustion et débouchant par des
orifices d'échappement, disposés de manière sensiblement symétrique vis à
vis des orifices d'admission, par rapport au plan médian transversal.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse comporte
deux conduits d'échappement s'étendant transversalement par rapport au
plan longitudinal entre les plans transversaux, depuis une face latérale
d'échappement vers la chambre de combustion, et dont le premier conduit
d'échappement débouche, par un premier orifice d'échappement, situé sur
le plan médian transversal, et diamétralement opposé, par rapport audit
plan longitudinal, à l'orifice du premier conduit d'admission et le second
conduit d'échappement débouche, par un second orifice d'échappement,
situé sensiblement sur ledit plan longitudinal, et diamétralement opposé,
par rapport audit plan médian transversal, à l'orifice du conduit
d' admission.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les conduits
d'admission sont de type hélicoïdal ou tangentiel.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la culasse est de type
cross flow.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en
évidence dans la description suivante, donnée à titre d'exemple, en
référence aux dessin annexés où :
- la figure 1 représente une vue de dessus d'une chambre de combustion
dans un cylindre dans un premier mode de réalisation d'une culasse
conforme à l'invention.
- la figure 2 représente une vue de dessus d'une chambre de combustion
dans un cylindre dans un second mode de réalisation d'une culasse
conforme à l'invention.
Conformément à ces figures, seules les parties constitutives
nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentées.
Telle que représentée aux figures 1 et 2, une culasse 1, de type
cross flow, d'un moteur à combustion interne, de type essence ou diesel,
comporte au moins une chambre de combustion 2.
Cette chambre de combustion 2 est située le long du plan médian
longitudinal X-X de la culasse. Elle comporte deux conduits d'admission
4, 5 et deux conduits d'échappement 6, 7, destinés à déboucher dans ladite
chambre de combustion. Les conduits d'admission peuvent être de type
tangentiel ou hélicoïdal.
Chacun des conduits 4, 5, 6, 7 est terminé par un orifice
spécifique, respectivement 41, 51, 61, 71 muni d'un siège rapporté, formé
par une bague, non représentée, positionnée dans un logement adéquat
usiné dans la culasse.
Sur chacun de ces sièges peut s'appliquer une soupape, non
représentée, solidaire d'une tige montée coulissante dans un guide de
soupape, porté par la culasse.
Tels que représentés à la figure 1, deux plans transversaux 8 et 9,
passant, à titre d'exemple, par les logements des vis de fixation de la
culasse, délimitent la chambre de combustion 2. Le plan médian
transversal de cette chambre est repéré 10.
Les deux conduits d'admission 4, 5 s'étendent transversalement
depuis une face latérale d'admission 11 vers la chambre de combustion 2.
Le premier conduit d'admission 4 s'étend, depuis un premier orifice
d'entrée situé entre les plans transversaux 8 et 9, vers un côté du plan
longitudinal X-X. L'orifice 41 de ce conduit se situe entre ce côté du plan
longitudinal X-X et un côté du plan médian transversal 10.
Le second conduit d'admission 5 s'étend, depuis un second orifice
d'entrée, non représenté et situé à l'extérieur des plans 8 et 9, vers l'autre
côté du plan longitudinal X-X, par rapport au conduit 4. L'orifice
d'admission 51 de ce conduit se situe entre cet autre côté du plan
longitudinal X-X et le même côté que le premier orifice d'admission 41 du
plan médian transversal 10, à l'intérieur des plans transversaux 8 et 9. De
cette manière, le conduit 5 contourne le logement 12 d'une vis de fixation
de la culasse située dans le plan 8, avec un rayon de courbure relativement
élevé.
Les orifices 41 et 51 des conduits d'admission 4 et 5 se situent
donc, de manière sensiblement symétrique par rapport au plan médian
longitudinal X-X et du même côté par rapport au plan médian transversal
10 de la chambre de combustion 2.
Les conduits d'échappement 6 et 7 s'étendent transversalement par
rapport au plan longitudinal X-X, entre les plans transversaux 8 et 9,
depuis une face latérale d'échappement 13 vers la chambre de combustion
2. Les orifices d 'échappement 61 et 71 desdits conduits se situent de
l'autre côté du plan 10, par rapport aux orifices 41 et 51. Ces orifices
d'échappement sont donc disposés de manière sensiblement symétrique
aux orifices d'admission 41 et 51, par rapport au plan médian transversal
10.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, les deux
conduits d'admission 4, 5 s'étendent transversalement depuis la face
latérale d'admission 11 vers la chambre de combustion 2. Le premier
conduit d'admission 4 s'étend, depuis un premier orifice d'entrée non
représenté et situé entre les plans transversaux 8 et 9, vers le plan
longitudinal X-X, en suivant sensiblement la direction du plan médian
transversal 10. L'orifice d'admission 41 de ce conduit se situe d'un côté
du plan X-X, sensiblement au droit du plan médian transversal 10.
Le second conduit d'admission 5 s'étend, depuis un second orifice
d'entrée, non représenté et situé en dehors des plans 8 et 9, vers le plan
longitudinal X-X. L'orifice d'admission 51 de ce conduit se situe
sensiblement au droit du plan longitudinal X-X, d'un côté du plan médian
transversal 10.
Les orifices d'admission 41 et 51 se situent donc respectivement
sur le plan médian transversal 10 et sur le plan longitudinal X-X, avec un
écart angulaire, dudit orifice 41 audit orifice 51, sensiblement de 90
degrés selon le sens trigonométrique.
Les conduits d'échappement 6 et 7 s'étendent transversalement par
rapport au plan longitudinal X-X, entre les plans transversaux 8 et 9,
depuis la face latérale d'échappement 13 vers la chambre de combustion 2.
L'orifice d'échappement 61 du conduit 6 se situe au droit du plan médian
transversal 10, diamétralement opposé, par rapport au plan longitudinal X-X,
au premier orifice d'admission 41. L'orifice d'échappement 71 du
conduit d'échappement 7 se situe sensiblement au droit du plan
longitudinal X-X, diamétralement opposé, par rapport au plan médian
transversal 10, à l'orifice 51 du conduit d'admission 5.
La disposition des conduits d'admission, ainsi que celle des orifices
desdits conduits dans les exemples de réalisation de culasses conformes à
l'invention assurent non seulement un haut niveau de swirl, mais aussi,
par leur faible courbure, une perméabilité importante. Cette perméabilité
assure ainsi un remplissage optimal de la chambre de combustion,
influençant directement les performances du moteur.
L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation
précédemment décrit mais englobe des variantes de réalisation. Ainsi, la
culasse peut être de type cross flow ou non. Dans un exemple de
réalisation, la culasse conforme à l'invention peut être munie d'un seul
conduit d'échappement. Enfin, le moteur à combustion interne,
comportant une culasse conforme à l'invention, peut être à deux ou quatre
temps, à injection directe ou non.
D'une manière générale, l'invention comprend toute culasse
comportant deux conduits d'admission, par chambre de combustion,
s'étendant transversalement depuis une face latérale vers la chambre de
combustion correspondante, dont le premier conduit, s 'étendant entre les
plans transversaux délimitant la chambre de combustion, débouche par un
orifice d'admission ménagé d'un côté par rapport au plan médian
longitudinal de la culasse, et dont le second conduit, s'étendant depuis un
orifice d'entrée situé à l'extérieur d'un des plans transversaux, débouche
par un orifice d'admission situé à l'intérieur des plans transversaux et du
côté opposé au premier orifice d'admission par rapport au plan médian
longitudinal de ladite culasse.