EP1062414A1 - Perfectionnement d'un moteur a combustion interne a injection - Google Patents

Perfectionnement d'un moteur a combustion interne a injection

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EP1062414A1
EP1062414A1 EP99907676A EP99907676A EP1062414A1 EP 1062414 A1 EP1062414 A1 EP 1062414A1 EP 99907676 A EP99907676 A EP 99907676A EP 99907676 A EP99907676 A EP 99907676A EP 1062414 A1 EP1062414 A1 EP 1062414A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
prechamber
piston
protuberance
cylinder head
housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99907676A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Slawomir Klukowski
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B19/02—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
    • F02B19/04—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder the isolation being effected by a protuberance on piston or cylinder head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
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    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
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    • F02B2075/1804—Number of cylinders
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an improvement to an internal combustion engine with injection into the cylinder, operating according to any cycle, for example four-stroke or two-stroke.
  • French patent application No. 2 338 385 already discloses a two-stroke internal combustion engine comprising at least one cylinder in which a reciprocating piston moves, a combustion chamber with variable volume being defined in the cylinder between the piston and the surface facing the cylinder head, at least one intake valve and at least one exhaust valve being placed in the cylinder head opposite the piston.
  • the axis of each valve generally forms an angle between about 30 and 60 °, preferably about 45 °, with the axis of the cylinder.
  • the injector is generally provided in the center of the cylinder head to inject fuel directly into the cylinder under high pressure.
  • the injector is arranged to spray the fuel into the cylinder in jets or in continuous or discontinuous layers, in order to obtain a homogeneous mixture of the fuel with the air supplied via the intake valve.
  • the object of the invention is to eliminate the aforementioned drawbacks and to propose an internal combustion injection engine which makes it possible to reduce the consumption of gasoline at idle or at low load, while reducing the formation of NOx, and without altering the engine operation at medium or full load.
  • the subject of the invention is an internal combustion injection engine, operating for example according to the four-stroke or two-stroke cycle, comprising at least one cylinder in which a reciprocating piston moves, a variable volume combustion being defined in the cylinder between the piston and the surface facing the cylinder head, the cylinder head comprising a housing facing the piston, in which housing opens a fuel injector, the piston comprising a protuberance at the right of this housing intended to close off, at least partially, when the piston is in the vicinity of the top dead center of its stroke, the opening of the abovementioned housing, characterized in that the piston defines, at top dead center, a combustion prechamber in the housing at least partially closed by said protuberance and a main combustion chamber in the remaining volume of the cylinder located around said protuberance, f ace that, when the engine is idling or at low load, the fuel injected essentially into the prechamber to mix with the air, the remaining volume of the main combustion chamber containing essentially air, whereas, when the engine running at full
  • the combustion prechamber is arranged substantially in the center of the cylinder head to reduce the risk of defoimation of the piston.
  • the ignited gases leaving the prechamber at the start of the downward driving stroke of the piston will be distributed in the main chamber isotropically in all directions due to the central position from the prechamber, to ignite the rest of the fuel.
  • the protuberance has a profile complementary to the housing so that it closes with play and partially penetrates into the prechamber at the end of the upward stroke of the piston.
  • the prechamber may have a substantially conical, cylindrical or hemispherical shape.
  • the prechamber opens onto a frustoconical peripheral surface of the cylinder head.
  • the cylinder head has a concave internal surface in the form of a spherical cap, the polar zone of which defines the opening of the prechamber.
  • the protuberance has a substantially frustoconical or cylindrical shape.
  • the protrusion can be connected to a flat peripheral annular surface of the piston.
  • the protuberance is connected to a peripheral concave annular surface, of axial section substantially in the form of an arc of a circle.
  • the protuberance is connected to an intermediate concave annular surface, of axial section substantially in the form of an arc of a circle, said intermediate surface in turn connecting to the small base of a peripheral frustoconical annular surface, the large base is directed opposite the cylinder head.
  • the air intake pipe is arranged to introduce into the main chamber droplets of water suspended in 4 air.
  • the intake manifold opens into the main chamber so that the water droplets are rotated inside the cylinder around its axis, under the effect of their speed of introduction, and are pressed at the periphery of the chamber by centrifugal force.
  • the water droplets are intended to evaporate during combustion to reduce the temperature and thus reduce the production of NOx.
  • a concentration of the air / fuel mixture will be obtained in the center of the chamber, which promotes combustion, while the water droplets intended to reduce the temperature are confined to the periphery of the cylinder.
  • the protuberance has a concave recess at its top facing the prechamber, to promote the mixing of air and fuel in the prechamber.
  • the injector preferably opens at the top of the prechamber.
  • the piston has a concave upper annular face substantially semi-circular in axial section, around the central protuberance.
  • the prechamber is provided with a spark plug.
  • the protrusion may not completely close the prechamber leaving a peripheral space to allow the gases ignited by the spark plug to exit the prechamber and ignite the mixture in the main chamber.
  • the main bedroom is also provided with a spark plug. In the latter case, the spark plug of the prechamber can be removed by providing a compression ratio in the prechamber sufficient to cause self-ignition therein.
  • the protuberance consists at least in part of an insert of refractory material such as ceramic in line with the prechamber and / or the surface of the prechamber is covered with a ceramic element.
  • the roof of the cylinder head is concave, so as to define the abovementioned housing between the top of the cylinder head and the top of the protuberance of the piston, only when the piston is in the vicinity of its top dead center.
  • the roof of the cylinder head has a hollow surface to define the aforementioned housing, whatever the position of the piston.
  • FIG. 1 is a partial schematic view in section of a cylinder of a two-stroke injection engine according to the invention, near the top dead center;
  • FIG. 2 is a view similar to Figure 1, showing a spark plug in the prechamber, the intake and exhaust valves being omitted;
  • FIG. 3 is a view similar to Figure 2, showing the injection of fuel into the prechamber when the engine is idling, according to an alternative embodiment of the shape of the piston and the prechamber;
  • - Figure 4 shows the cylinder of Figure 3 during the injection of fuel at full or medium engine load;
  • Figure 5 is a view similar to Figure 3, showing the movement of gases leaving the prechamber and resulting from the chase, after top dead center;
  • FIG. 6 is a view similar to Figure 2, but showing another embodiment of the piston
  • Figure 7 is a view similar to Figure 6, showing the introduction of water droplets into the main cylinder chamber;
  • FIG. 8 is a view similar to Figure 6, showing an additional spark plug at the main cylinder chamber;
  • FIG. 9 is a view similar to Figure 8, the spark plug of the prechamber having been deleted;
  • FIG. 12 is a partial schematic view in section of a cylinder, without piston, according to an alternative embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a partial diagram in section of a cylinder of another embodiment of the engine of the invention.
  • the engine operates here following the two-stroke cycle and 6 comprises at least one cylinder 1 in which a piston 2 alternately moves to define, between the upper face 2a of the piston 2, the internal side walls of the cylinder 1 and the internal surface of a cylinder head 3, a main combustion chamber 4
  • the piston 2 is articulated at 5a to a connecting rod 5 which is itself articulated at 5b at the crank of a crankshaft 6, to transform the reciprocating rectilinear movement of the piston 2 into a rotational movement of the shaft 6a of the crankshaft, the crank 5b describing a circle
  • the cylinder head 3 is provided with an intake valve 8 which is intended to come to press in a sealed manner against its seat 9a in order to close off an air intake manifold 9 and to deviate from its seat 9a for supplying fresh air to the combustion chamber 4.
  • the cylinder head 3 has an exhaust valve 10 which is intended to press against its seat l ia to close off an exhaust pipe 11 and s move away from its seat ia to let the burnt gases escape from the combustion chamber 4.
  • the valves 8 and 10 slide in respective guides 12 and 13.
  • several intake valves could be provided and / or several exhaust valves.
  • the inlet 9a and exhaust ia openings 1a open into the combustion chamber 4 at the level of a frustoconical internal peripheral surface 3a of the cylinder head 3, this frustoconical surface having an apex angle of approximately 130 °.
  • the respective axes 14 and 15 of each valve are arranged symmetrically, at 25 ° from the axis 16 of the cylinder.
  • the engine can be of the supercharged type, with a compressor, a pump or a fan for supplying the combustion chamber 4 with supercharged air.
  • the frustoconical internal peripheral surface 3a of the cylinder head 3 is extended in its center by a housing 17 defining a prechamber at the top of which a fuel injector 18 is provided axially.
  • This prechamber 17 has here a shape in inverted or frustoconical cup 3b, the opening of which is directed towards the piston 2.
  • the piston 2 has on its upper surface 2a, at its center, a protuberance 19 whose profile is substantially complementary to the housing 17 . 7
  • This protuberance 19 defines a peripheral space with the opening of the prechamber so as to only partially close the latter at top dead center.
  • This protrusion 19 therefore has a substantially frustoconical shape whose small base is oriented towards the prechamber 17, the top 19a of the protrusion 19 having a substantially concave shape.
  • a spark plug 20 is provided on a side wall of the central frustoconical surface 3b of the cylinder head 3 to carry out the ignition at the level of the prechamber 17.
  • the piston 2 is shown substantially in the vicinity of its top dead center, where the apex 19a of the protuberance 19 practically blocks the opening of the prechamber 17.
  • the height of the protrusion 19 is indicated by h and by H the height of the prechamber 17.
  • h is less than H, but in FIG. 3, h is greater than H and, in FIG. 6 , h is substantially equal to H.
  • the prechamber 17 is formed here by a central internal surface 103b in the shape of a dome or hemisphere connecting to the small base of the frustoconical peripheral surface 3a of the cylinder head 3.
  • the injector 18 is placed at the polar zone of this hemispherical surface 103b in the extension of the axis 16 of the cylinder.
  • the central protuberance 19 is not connected to a flat peripheral annular surface 2a, but to a concave annular surface 102a, of axial section substantially in the shape of an arc of a circle, to facilitate the circulation of gases in the main chamber 4.
  • the engine is idling, and the fuel injection, shown by dashed lines 21, by the injector 18 takes place in the vicinity of the top dead center of the piston 2, when the apex 19a of the protuberance 9 substantially seals the opening of the hemispherical prechamber 17.
  • the fuel injection takes place only in the closed prechamber 17, where a homogeneous air / fuel mixture can be easily obtained.
  • the jet of fuel 21 is directed towards the concave surface 19a at the top of the protuberance 19, the fuel will be distributed uniformly through the prechamber 17.
  • the engine operates at full or medium load and the fuel injection, shown by phantom 121, by the injector 18 takes place during the upward stroke of the piston 2 to distribute the fuel in the chamber main variable volume 8 4 and the prechamber 17. Thanks to the curved profiles 102a and 19a of the upper surface of the piston 2, the fuel will tend to be distributed uniformly in the chamber 4 to promote the homogeneity of the mixture.
  • the arrows 22 represent the movement of the ignited gases leaving the prechamber 17, at the start of the driving stroke of the piston 2.
  • the ignited gases 22 leaving the prechamber 17 have enough energy to ignite the rest of the mixture in the main chamber 4, which reduces the delay in inflammation.
  • the outgoing ignited gases 22 mix with the air present in the main chamber 4.
  • the piston 2 has on its upper face, surrounding the protuberance 19, an annular concave shape 202a, the profile of which has a radius of curvature less than that of the profile 102a, so that a portion of frustoconical annular surface 202b comes to marry the shape of the surface 103a of the cylinder head 3, in the vicinity of the top dead center, on the periphery of the piston 2, in order to drive the mixture towards the center of the chamber 4 as indicated by the arrows 122.
  • This surface 103a here has a concave shape substantially in the form of a spherical cap, the polar zone of which is opened by the housing 17, so that the main chamber 4 has a maximum volume for a minimum heat exchange surface, at top dead center.
  • FIGS. 1 to 5 an alternative embodiment of the piston is shown, in which the protrusion 119 of the piston has an axial extension greater than the height of the frustoconical peripheral surface 3a of the cylinder head 3, so that the protuberance 119 can partially penetrate inside the prechamber 17, when the piston is in the vicinity of its top dead center.
  • the piston of FIGS. 1 to 5 had an axial extension substantially equal to the height of the frustoconical surface 3a of the cylinder head 3.
  • the ignited gases in the prechamber 17 will come out of it with a slight delay, the time that the protrusion 119 comes completely out of the prechamber 17, causing an increase in the volume of the prechamber 17 and therefore an expansion of the ignited gases.
  • FIG. 7 there is also shown the air intake pipe 9 which is intended to introduce into the main chamber 4 droplets of water 23 suspended in the air admitted into the main chamber 4.
  • the intake manifold 9 has a shape such that the air charged with water droplets is introduced into the main chamber 4 with a 9 rotational movement substantially coaxial with the cylinder 1, so as to press the water droplets on the periphery of the internal surface of the cylinder 1 by centrifugal force and to concentrate the lighter air in the center of the chamber 4.
  • an additional spark plug 120 is provided at the level of the main chamber 4 in order to be able to light the main chamber 4 and the prechamber 17 at full or medium load at the same time, or with a slight offset.
  • the spark plug of the prechamber 17 has been deleted, because the ignition in the latter is provided for to be done automatically by adjusting the difference in the compression ratio between the main chamber 4 and the prechamber 17.
  • the invention applies to an engine whatever its cycle, the invention is particularly advantageous in a two-stroke engine with valves, because the protuberance of the piston does not risk, in this case, to interfere with the valves, because at near top dead center, all valves are closed.
  • FIG. 10 shows an alternative embodiment of the piston for the engine of the invention.
  • the piston 2 has a flat upper peripheral surface 2a, in the center of which is mounted a ceramic insert 219 defining the aforementioned protuberance.
  • the protrusion 219 has a concave upper surface 219a, analogously to the protuberance 19 of FIG. 1.
  • another variant of piston 2 has at the center of its flat upper surface 2a a protuberance 319 provided at its apex with 'a ceramic plate 319a defining a concave surface facing the prechamber 17 of the cylinder head 3.
  • the frustoconical surface of the prechamber 17 of the cylinder head 3 is covered with a ceramic element 24 of complementary frustoconical shape, in the center of which is an orifice for the passage of the injector 18.
  • the pistons of the figures 10 and 11 can be used in conjunction with cylinder 1 illustrated in FIG. 12.
  • the inserts in 10 ceramic 219 and 319a as well as the ceramic element 24 are intended to thermally insulate the prechamber 17, in the vicinity of the top dead center, in order to minimize the energy losses, mainly when it is desired to obtain a self-ignition in the chamber 17, in the absence of the spark plug 20, as is the case in the embodiment of FIG. 9.
  • the roof 3a of the cylinder head 3 no longer has a recess formed in the hollow on its surface, because here the housing 117 is formed only when the piston 2 arrives in the vicinity of its TDC, the housing 117 being thus defined between the top 19a of the protrusion 19 of the piston and the top of the roof 3 has the cylinder head 3.
  • the jet of fuel coming from the injector 18 can rebound on the concave surface 19a of the protrusion 19 and remain confined in the housing 117, forming a rich zone near the spark plug 20.
  • the protrusion 19 thus separates the housing 117 from the rest of the main chamber 4 of the cylinder.
  • the effective volume of the housing 17 or 117 is less than 40%, preferably 10%, of the remaining volume of the main bedroom 4, in the vicinity of the TDC.
  • the small volume of rich mixture thus formed generates, once ignited, enough energy, to make an engine idle, and allows, for low engine loads, switch on the lean mixture in the main bedroom. Otherwise, the lean mixture in the main chamber could not be ignited by the candle, since the energy supplied by the spark would not be sufficient to initiate combustion.
  • the existence of the prechamber is also beneficial, since the ignited gases leaving the prechamber will have a high energy making it possible to mix and ignite quickly the rest of the fuel contained in the chamber.
  • main combustion for example almost 90% of the fuel injected. This will reduce the ignition delay and reduce the rattling noise, because before the self-ignition starts, the flame front will have already swept the entire combustion chamber.
  • the size of the prechamber and the height of the protuberance can be modified, so as to obtain a good compromise for the passage of combustion between a regime at 1 1 idle, and a low, medium or heavy load speed. In practice, the larger the volume of the prechamber, the more the combustion under low load will take place in the prechamber.

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Abstract

Moteur à combustion interne à injection, fonctionnant suivant le cycle à quatre temps ou à deux temps, comportant un cylindre (1) dans lequel se déplace un piston (2) à mouvement alternatif, une chambre de combustion à volume variable (4) étant définie dans le cylindre entre le piston et la surface en regard de la culasse (3). La culasse (3) comporte un logement (17) aménagé dans sa surface (3b) en regard du piston, dans lequel logement débouche un injecteur de carburant (18). Le piston comporte au droit de ce logement une protubérance de profil complémentaire (19) destinée à venir obturer, au jeu de fonctionnement près, lorsque le piston est au voisinage du point mort haut, l'ouverture du logement (17) qui définit alors une préchambre de combustion.

Description

PERFECTIONNEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSΗON INTERNE A INJECTION
La présente invention concerne un perfectionnement à un moteur à combustion interne à injection dans le cylindre, fonctionnant suivant un cycle quelconque, par exemple à quatre temps ou à deux temps.
On connaît déjà par la demande de brevet français n° 2 338 385, un moteur à combustion interne à deux temps, comportant au moins un cylindre dans lequel se déplace un piston à mouvement alternatif, une chambre de combustion à volume variable étant définie dans le cylindre entre le piston et la surface en regard de la culasse, au moins une soupape d'admission et au moins une soupape d'échappement étant placées dans la culasse à l'opposé du piston. L'axe de chaque soupape forme généralement un angle compris entre environ 30 et 60°, de préférence environ 45°, avec l'axe du cylindre. L'injecteur est généralement prévu au centre de la culasse pour injecter directement dans le cylindre le carburant sous haute pression. L'injecteur est agencé pour pulvériser le combustible dans le cylindre en jets ou en nappes continus ou discontinus, afin d'obtenir un mélange homogène du combustible avec l'air alimenté par l'intermédiaire de la soupape d'admission.
Afin de diminuer la consommation de carburant à faible régime, on cherche à obtenir un mélange stratifié dans le cylindre c'est-à-dire une zone plus riche en carburant à proximité de la bougie d'allumage, en agissant sur la forme de la chambre de combustion, sur la forme du piston et sur la position de l'injecteur. Toutefois, actuellement, il est difficile d'obtenir exactement la même stratification du carburant à chaque cycle de combustion, car tous les petits changements du jet de carburant, les variations d'angle du jet et les variations de taille des gouttelettes de carburant, comme aussi les variations des mouvements d'air dans la chambre de combustion ont pour effet que d'un cycle à l'autre les zones plus riches en carburant ne se trouvent pas au même endroit.
Ce problème met en cause les avantages du système d'injection directe car, en réalité, pour avoir autour de la bougie d'allumage un mélange inflammable, par étincelle, il faut injecter plus de carburant pour compenser le cumul négatif de toutes les variations.
Un autre problème lié à l'injection directe de carburant est la formation de dioxyde d'azote, et plus généralement de NOx lorsque le moteur tourne au ralenti ou à faible charge, car l'oxygène est alors présent en excédent dans la chambre de combustion. Or, cette formation de dioxyde d'azote est très polluante pour l'environnement. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients précités et de proposer un moteur à combustion interne à injection qui permet de réduire la consommation d'essence au ralenti ou à faible charge, tout en diminuant la formation de NOx, et sans altérer le fonctionnement du moteur à moyenne ou à pleine charge. A cet effet, l'invention a pour objet un moteur à combustion interne à injection, fonctionnant par exemple suivant le cycle à quatre temps ou à deux temps, comportant au moins un cylindre dans lequel se déplace un piston à mouvement alternatif, une chambre de combustion à volume variable étant définie dans le cylindre entre le piston et la surface en regard de la culasse, la culasse comportant un logement en regard du piston, dans lequel logement débouche un injecteur de carburant, le piston comportant au droit de ce logement une protubérance destinée à venir obturer, au moins partiellement, lorsque le piston est au voisinage du point mort haut de sa course, l'ouverture du logement précité, caractérisé en ce que le piston définit, au point mort haut, une préchambre de combustion dans le logement au moins partiellement obturé par ladite protubérance et une chambre de combustion principale dans le volume restant du cylindre situé autour de ladite protubérance, de façon que, lorsque le moteur tourne au ralenti ou à faible charge, le carburant injecté essentiellement dans la préchambre pour se mélanger avec l'air, le volume restant de la chambre de combustion principale contenant essentiellement de l'air, alors que, lorsque le moteur fonctionne à pleine ou moyenne charge, le carburant est injecté à la fois dans la préchambre et dans la chambre de combustion principale, afin que les gaz enflammés sortant de la préchambre puissent venir enflammer le mélange air/carburant dans le volume restant de la chambre de combustion principale. On comprend donc que lorsque le moteur fonctionne au ralenti ou à faible charge, le carburant est injecté uniquement dans la préchambre en une quantité juste suffisante pour qu'il se mélange dans des proportions stoechiométriques avec l'air contenu dans la préchambre, pour former un mélange homogène, ce qui évite d'effectuer un mélange hétérogène dans la chambre de combustion principale du cylindre. Ainsi, on pourra obtenir plus facilement dans la préchambre une bonne homogénéité du mélange, indépendamment de la qualité des jets de carburant de l'injecteur. En outre, dans la préchambre, la combustion du carburant sera complète, ce qui évitera la formation de NOx dans cette préchambre car tout l'oxygène aura été consommé. Enfin, lorsque le moteur fonctionne à pleine charge ou à moyenne charge, les gaz enflammés sortant de la préchambre auront une forte énergie permettant de mélanger et d'enflammer rapidement le reste du carburant contenu dans la chambre de combustion principale, ce qui réduira le retard à la l'inflammation. 3
Avantageusement, la préchambre de combustion est agencée sensiblement au centre de la culasse pour réduire les risques de défoimation du piston. En outre, lorsque le moteur fonctionne à moyenne ou à pleine charge, les gaz enflammés sortant de la préchambre au début de la course descendante motrice du piston, se répartiront dans la chambre principale de manière isotrope dans toutes les directions du fait de la position centrale de la préchambre, pour enflammer le reste du carburant.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, la protubérance a un profil complémentaire du logement de façon qu'elle obture au jeu près et pénètre partiellement dans la préchambre en fin de course ascendante du piston. Ainsi, lors de la course descendante du piston, les gaz brûlés dans la préchambre subiront une détente avant l'ouverture de la préchambre car le volume de celle-ci aura augmenté, de sorte que la température des gaz sortant de la préchambre dans la chambre principale sera moins élevée, ce qui tend à diminuer la formation de NOx dans la chambre principale. En effet, plus la température est élevée, plus la quantité de NOx créée est importante. Cet avantage est particulièrement sensible à faible charge, car dans ce cas, la chambre principale contient uniquement de l'air et, du fait de la grande quantité d'oxygène présente, il y a un risque important de formation de NOx sous l'action des gaz sortant de la préchambre.
Par exemple, la préchambre peut avoir une forme sensiblement conique, cylindrique ou hémisphérique. Dans une première variante, la préchambre débouche sur une surface tronconique périphérique de la culasse. Dans une autre variante, la culasse présente une surface interne concave en forme de calotte sphérique dont la zone polaire définit l'ouverture de la préchambre.
Avantageusement, la protubérance a une forme sensiblement tronconique ou cylindrique. La protubérance peut se raccorder à une surface annulaire périphérique plane du piston. En variante, la protubérance se raccorde à une surface annulaire concave périphérique, de section axiale sensiblement en forme d'arc de cercle. Dans encore une autre variante, la protubérance se raccorde à une surface annulaire concave intermédiaire, de section axiale sensiblement en forme d'arc de cercle, ladite surface intermédiaire se raccordant à son tour à la petite base d'une surface annulaire tronconique périphérique dont la grande base est dirigée à l'opposé de la culasse.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la tubulure d'admission d'air est agencée pour introduire dans la chambre principale des gouttelettes d'eau en suspension dans 4 l'air. De préférence, la tubulure d'admission débouche dans la chambre principale de façon que les gouttelettes d'eau soient entraînées en rotation à l'intérieur du cylindre autour de son axe, sous l'effet de leur vitesse d'introduction, et soient plaquées à la périphérie de la chambre par la force centrifuge. Les gouttelettes d'eau sont destinées à s'évaporer lors de la combustion pour réduire la température et ainsi diminuer la production de NOx. Aussi, on obtiendra une concentration du mélange air/carburant au centre de la chambre, ce qui favorise la combustion, alors que les gouttelettes d'eau destinées à réduire la température sont confinées à la périphérie du cylindre.
Avantageusement, la protubérance comporte un évidement concave à son sommet en regard de la préchambre, pour favoriser le mélange de l'air et du carburant dans la préchambre. L'injecteur débouche de préférence au sommet de la préchambre.
Selon une autre caractéristique, le piston présente une face supérieure annulaire concave sensiblement semi-circulaire en section axiale, autour de la protubérance centrale.
Dans un mode de réalisation particulier, la préchambre est munie d'une bougie d'allumage. Dans ce cas, la protubérance peut ne pas fermer complètement la préchambre laissant un espace périphérique pour permettre aux gaz enflammés par la bougie de sortir de la préchambre et d'allumer le mélange dans la chambre principale. Dans une variante de réalisation, la chambre principale est également munie d'une bougie d'allumage. Dans ce dernier cas, la bougie d'allumage de la préchambre peut être supprimée en prévoyant un taux de compression dans la préchambre suffisant pour provoquer un auto-allumage dans celle-ci.
Dans une variante de réalisation, la protubérance est constituée au moins en partie d'un insert en matériau réfractaire tel que céramique au droit de la préchambre et/ou la surface de la préchambre est recouverte d'un élément en céramique.
Dans une première forme de réalisation, le toit de la culasse est concave, de façon à définir le logement précité entre le sommet de la culasse et le sommet de la protubérance du piston, uniquement lorsque le piston est au voisinage de son point mort haut.
Dans une deuxième forme de réalisation, le toit de la culasse comporte une surface aménagée en creux pour définir le logement précité, quelle que soit la position du piston.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre de plusieurs modes de réalisation particuliers actuellement préférés de l'invention, 5 donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- La figure 1 est une vue schématique partielle et en coupe d'un cylindre d'un moteur à deux temps à injection conforme à l'invention, au voisinage du point mort haut ; - La figure 2 est une vue analogue à la figure 1, montrant une bougie d'allumage dans la préchambre, les soupapes d'admission et d'échappement étant omises ;
- La figure 3 est une vue analogue à la figure 2, représentant l'injection du carburant dans la préchambre lorsque le moteur tourne au ralenti, suivant une variante de réalisation de la forme du piston et de la préchambre ; - La figure 4 représente le cylindre de la figure 3 lors de l'injection du carburant à pleine ou moyenne charge du moteur ;
- La figure 5 est une vue analogue à la figure 3, montrant le mouvement des gaz sortant de la préchambre et résultant de la chasse, après le point mort haut ;
- La figure 6 est une vue analogue à la figure 2, mais représentant un autre mode de réalisation du piston ;
- La figure 7 est une vue analogue à la figure 6, montrant l'introduction de gouttelettes d'eau dans la chambre principale du cylindre ;
- La figure 8 est une vue analogue à la figure 6, représentant une bougie d'allumage supplémentaire au niveau de la chambre principale du cylindre ; - La figure 9 est une vue analogue à la figure 8, la bougie d'allumage de la préchambre ayant été supprimée ;
- les figures 10 et 11 sont des vues schématiques et en coupe de deux variantes de réalisation du piston pour le moteur de l'invention ;
- la figure 12 est une vue schématique partielle et en coupe d'un cylindre, sans piston, selon une variante de réalisation de l'invention ; et
- la figure 13 est une schématique partielle et en coupe d'un cylindre d'un autre mode de réalisation du moteur de l'invention.
En se référant maintenant aux figures 1 et 2, un premier mode de réalisation du moteur de l'invention va être décrit. Le moteur fonctionne ici suivant le cycle à deux temps et 6 comporte au moins un cylindre 1 dans lequel se déplace alternativement un piston 2 pour définir, entre la face supérieure 2a du piston 2, les parois latérales internes du cylindre 1 et la surface interne d'une culasse 3, une chambre principale de combustion 4. De manière classique, le piston 2 est articulé en 5a à une bielle 5 qui est elle-même articulée en 5b à la manivelle d'un vilebrequin 6, pour transformer le mouvement rectiligne alternatif du piston 2 en un mouvement de rotation de l'arbre 6a du vilebrequin, la manivelle 5b décrivant un cercle
7 centré sur l'arbre 6a.
De manière également classique, la culasse 3 est munie d'une soupape d'admission 8 qui est destinée à venir se plaquer de manière étanche contre son siège 9a pour obturer une tubulure d'admission d'air 9 et à s'écarter de son siège 9a pour alimenter en air frais la chambre de combustion 4. De manière analogue, la culasse 3 comporte une soupape d'échappement 10 qui est destinée à venir se plaquer contre son siège l ia pour obturer une tubulure d'échappement 11 et à s'écarter de son siège l ia pour laisser échapper les gaz brûlés de la chambre de combustion 4. Sur la figure 1, les soupapes 8 et 10 coulissent dans des guides respectifs 12 et 13. Bien entendu, on pourrait prévoir plusieurs soupapes d'admission et/ou plusieurs soupapes d'échappement. Les orifices d'admission 9a et d'échappement l ia débouchent dans la chambre de combustion 4 au niveau d'une surface périphérique interne tronconique 3 a de la culasse 3, cette surface tronconique ayant un angle au sommet d'environ 130°. Les axes respectifs 14 et 15 de chaque soupape sont disposés symétriquement, à 25° de l'axe 16 du cylindre.
Bien que cela ne soit pas représenté, le moteur peut être du type suralimenté, avec un compresseur, une pompe ou un ventilateur pour alimenter la chambre de combustion 4 en air surcomprimé.
Bien que la présente invention soit décrite en liaison avec un moteur à deux temps, elle s'applique à tout moteur à combustion interne quel qu'en soit le cycle, par exemple à quatre temps. L'invention peut également s'appliquer à un moteur diesel.
Comme visible sur la figure 1, La surface périphérique interne tronconique 3 a de la culasse 3 se prolonge en son centre par un logement 17 définissant une préchambre au sommet de laquelle est prévu axialement un injecteur de carburant 18. Cette préchambre 17 a ici une forme en gobelet inversé ou tronconique 3b dont l'ouverture est dirigée vers le piston 2. En face de cette préchambre 17, le piston 2 présente sur sa surface supérieure 2a, en son centre, une protubérance 19 dont le profil est sensiblement complémentaire au logement 17. 7 Cette protubérance 19 définit un espace périphérique avec l'ouverture de la préchambre pour ne fermer que partiellement cette dernière au point mort haut. Cette protubérance 19 a donc une forme sensiblement tronconique dont la petite base est orientée vers la préchambre 17, le sommet 19a de la protubérance 19 présentant une forme sensiblement concave. Sur la figure 2, une bougie d'allumage 20 est prévue sur une paroi latérale de la surface tronconique centrale 3b de la culasse 3 pour effectuer l'allumage au niveau de la préchambre 17.
Sur les figures 1 et 2, le piston 2 est représenté sensiblement au voisinage de son point mort haut, où le sommet 19a de la protubérance 19 vient pratiquement obturer l'ouverture de la préchambre 17.
Sur la figure 2, on a indiqué par h la hauteur de la protubérance 19 et par H la hauteur de la préchambre 17. Ici h est inférieur à H, mais sur la figure 3, h est supérieur à H et, sur la figure 6, h est sensiblement égal à H.
En se référant maintenant aux figures 3 à 5, la préchambre 17 est formée ici par une surface interne centrale 103b en forme de dôme ou de demi-sphère se raccordant à la petite base de la surface tronconique périphérique 3a de la culasse 3. L'injecteur 18 est placé au niveau de la zone polaire de cette surface hémisphérique 103b dans le prolongement de l'axe 16 du cylindre. Ici, la protubérance centrale 19 ne se raccorde pas à une surface annulaire périphérique plane 2a, mais à une surface annulaire concave 102a, de section axiale sensiblement en forme d'arc de cercle, pour faciliter la circulation des gaz dans la chambre principale 4.
Sur la figure 3, le moteur tourne au ralenti, et l'injection de carburant, matérialisée par des traits mixtes 21, par l'injecteur 18 s'effectue au voisinage du point mort haut du piston 2, lorsque le sommet 19a de la protubérance 9 vient obturer sensiblement l'ouverture de la préchambre hémisphérique 17. Ainsi l'injection de carburant n'a lieu que dans la préchambre fermée 17, où un mélange homogène air/carburant peut être facilement obtenu. Comme le jet de carburant 21 est dirigé vers la surface concave 19a au sommet de la protubérance 19, le carburant sera réparti uniformément à travers la préchambre 17.
Sur la figure 4, le moteur fonctionne à pleine ou moyenne charge et l'injection de carburant, matérialisée par des traits mixtes 121, par l'injecteur 18 s'effectue lors de la course ascendante du piston 2 pour répartir le carburant dans la chambre principale à volume variable 8 4 et la préchambre 17. Grâce aux profils incurvés 102a et 19a de la surface supérieure du piston 2, le carburant aura tendance à se répartir uniformément dans la chambre 4 pour favoriser l'homogénéité du mélange.
En se référant maintenant à la figure 5, les flèches 22 représentent le mouvement des gaz enflammés sortant de la préchambre 17, en début de course motrice du piston 2. Lorsque le moteur fonctionne à pleine ou moyenne charge, les gaz enflammés 22 sortant de la préchambre 17 ont suffisamment d'énergie pour enflammer le reste du mélange dans la chambre principale 4, ce qui réduit le retard de l'inflammation. Lorsque le moteur tourne au ralenti, les gaz enflammés sortants 22 se mélangent avec l'air présent dans la chambre principale 4.
Sur la figure 5, le piston 2 présente sur sa face supérieure, entourant la protubérance 19, une forme concave annulaire 202a, dont le profil a un rayon de courbure inférieur à celui du profil 102a, de façon qu'une portion de surface annulaire tronconique 202b vienne épouser la forme de la surface 103a de la culasse 3, au voisinage du point mort haut, à la périphérie du piston 2, afin de chasser le mélange vers le centre de la chambre 4 comme indiqué par les flèches 122. Cette surface 103a a ici une forme concave sensiblement en calotte sphérique dont la zone polaire est ouverte par le logement 17, afin que la chambre principale 4 ait un volume maximal pour une surface d'échange de chaleur minimale, au point mort haut.
En se référant maintenant aux figures 6 à 9, une variante de réalisation du piston est représentée, dans laquelle la protubérance 119 du piston présente une extension axiale supérieure à la hauteur de la surface tronconique périphérique 3 a de la culasse 3, afin que la protubérance 119 puisse pénétrer partiellement à l'intérieur de la préchambre 17, lorsque le piston est au voisinage de son point mort haut. En revanche, le piston des figures 1 à 5 présentait une extension axiale sensiblement égale à la hauteur de la surface tronconique 3 a de la culasse 3. Ainsi, les gaz enflammés dans la préchambre 17 sortiront de celle-ci avec un léger retard, le temps que la protubérance 119 sorte complètement de la préchambre 17, provoquant une augmentation du volume de la préchambre 17 et donc une détente des gaz enflammés.
Sur la figure 7, on a représenté, en outre, la tubulure d'admission d'air 9 qui est destinée à introduire dans la chambre principale 4 des gouttelettes d'eau 23 en suspension dans l'air admis dans la chambre principale 4. La tubulure d'admission 9 a une forme telle que l'air chargé en gouttelettes d'eau est introduit dans la chambre principale 4 avec un 9 mouvement de rotation sensiblement coaxial au cylindre 1 , de façon à plaquer par la force centrifuge les gouttelettes d'eau à la périphérie de la surface interne du cylindre 1 et à concentrer l'air plus léger au centre de la chambre 4.
Sur la figure 8, une bougie additionnelle 120 est prévue au niveau de la chambre principale 4 pour pouvoir allumer en pleine ou moyenne charge la chambre principale 4 et la préchambre 17 en même temps, ou avec un léger décalage.
Sur la figure 9, la bougie de la préchambre 17 a été supprimée, car l'allumage dans cette dernière est prévu pour se faire automatiquement en réglant la différence du taux de compression entre la chambre principale 4 et la préchambre 17. Bien que l'invention s'applique à un moteur quel que soit son cycle, l'invention est particulièrement avantageuse dans un moteur à deux temps à soupapes, car la protubérance du piston ne risque pas, dans ce cas, d'interférer avec les soupapes, car au voisinage du point mort haut, toutes les soupapes sont fermées.
En outre, avec un moteur deux temps à soupapes suralimenté, il est possible de supprimer les vannes pour le recyclage des gaz d'échappement, car en diminuant la pression de suralimentation dans la tubulure d'admission, on peut régler la quantité de gaz brûlés restant dans la chambre de combustion.
Bien que cela ne soit pas représenté, la préchambre et la protubérance peuvent avoir une forme cylindrique, avec un jeu de fonctionnement entre leur diamètre respectif. Sur la figure 10, est représentée une variante de réalisation du piston pour le moteur de l'invention. Le piston 2 comporte une surface périphérique supérieure plane 2a, au centre de laquelle est monté un insert en céramique 219 définissant la protubérance précitée. La protubérance 219 comporte une surface supérieure concave 219a, de manière analogue à la protubérance 19 de la figure 1. Sur la figure 11, une autre variante de piston 2 comporte au centre de sa surface supérieure plane 2a une protubérance 319 munie à son sommet d'une plaquette en céramique 319a définissant une surface concave tournée vers la préchambre 17 de la culasse 3.
Sur la figure 12, la surface tronconique de la préchambre 17 de la culasse 3 est recouverte d'un élément en céramique 24 de forme tronconique complémentaire, au centre duquel est prévu un orifice pour le passage de l'injecteur 18. Les pistons des figures 10 et 11 peuvent être utilisés conjointement avec le cylindre 1 illustré sur la figure 12. Les inserts en 10 céramique 219 et 319a ainsi que l'élément en céramique 24 sont destinés à isoler thermiquement la préchambre 17, au voisinage du point mort haut, afin de minimiser les pertes d'énergie, principalement lorsque l'on souhaite obtenir un auto-allumage dans la chambre 17, en l'absence de la bougie d'allumage 20, comme cela est le cas dans le mode de réalisation de la figure 9.
Sur la figure 13, on constate que le toit 3a de la culasse 3 ne comporte plus de logement ménagé en creux sur sa surface, car ici le logement 117 est formé uniquement lorsque le piston 2 arrive au voisinage de son PMH, le logement 117 étant ainsi défini entre le sommet 19a de la protubérance 19 du piston et le sommet du toit 3 a de la culasse 3. Ainsi, le jet de carburant provenant le l'injecteur 18 peut rebondir sur la surface concave 19a de la protubérance 19 et rester confiné dans le logement 117, formant une zone riche à proximité de la bougie 20. La protubérance 19 sépare ainsi le logement 117 du reste de la chambre principale 4 du cylindre.
A titre d'exemple, le volume effectif du logement 17 ou 117 est inférieur à 40 %, de préférence à 10 %, du volume restant de la chambre principale 4, au voisinage du PMH.
Etant donné que l'on obtient une bonne stratification du mélange air/carburant dans la préchambre, le petit volume de mélange riche ainsi formé, engendre, une fois allumé, suffisamment d'anergie, pour faire tourner un moteur au ralenti, et permet, pour les faibles charges moteur, d'allumer le mélange pauvre se trouvant dans la chambre principale. Autrement, le mélange pauvre se trouvant dans la chambre principale, ne pourrait pas être allumé par la bougie, car l'énergie fournie par l'étincelle ne serait pas suffisante pour initier la combustion.
Pour le fonctionnement à pleine charge ou à moyenne charge, l'existence de la préchambre est également bénéfique, car les gaz enflammés sortant de la préchambre auront une forte énergie permettant de mélanger et d'enflammer rapidement le reste du carburant contenu dans la chambre de combustion principale, par exemple près de 90 % du carburant injecté. Ceci permettra de réduire le retard à l'inflammation et diminuera le cliquetis, car avant que l'auto-inflammation se déclenche, le front de flamme aura déjà balayé la totalité de la chambre de combustion. La taille de la préchambre et la hauteur de la protubérance peuvent être modifiées, de façon à obtenir un bon compromis pour le passage de la combustion entre un régime au 1 1 ralenti, et un régime à faible, moyenne ou forte charge. En pratique, plus le volume de la préchambre sera grand, plus la combustion en faible charge se déroulera dans la préchambre.
Lorsque la protubérance se raccorde à une surface annulaire concave périphérique du piston (voir figures 3 à 5 et 7), et que l'injection du carburant s'effectue au voisinage du PMB, le jet de carburant se déposera comme visible sur la figure 4, sur la partie cylindrique de la protubérance et au fond de la partie semi-torique du piston, empêchant ainsi le dépôt de carburant sur les parois du cylindre, ce qui réduit les pertes. En outre, le film de carburant déposé s'évapore très vite et refroidit en même temps le piston.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims

12REVENDICATIONS
1. Moteur à combustion interne à injection, fonctionnant par exemple suivant le cycle à quatre temps ou à deux temps, comportant au moins un cylindre (1) dans lequel se déplace un piston (2) à mouvement alternatif, une chambre de combustion à volume variable (4) étant définie dans le cylindre entre le piston et la surface en regard de la culasse (3), la culasse (3) comportant un logement (17, 117) en regard du piston, dans lequel logement débouche un injecteur de carburant (18), le piston comportant au droit de ce logement une protubérance (19, 119, 219, 319) destinée à venir obturer, au moins partiellement, lorsque le piston est au voisinage du point mort haut de sa course, l'ouverture du logement précité (17, 117), caractérisé en ce que le piston (3) définit, au point mort haut, une préchambre de combustion dans le logement (17, 117) au moins partiellement obturé par ladite protubérance (19, 119, 219, 319) et une chambre de combustion principale (4) dans le volume restant du cylindre situé autour de ladite protubérance, de façon que, lorsque le moteur tourne au ralenti ou à faible charge, le carburant est injecté essentiellement dans la préchambre pour se mélanger avec l'air, le volume restant de la chambre de combustion principale contenant essentiellement de l'air, alors que, lorsque le moteur fonctionne à pleine ou moyenne charge, le carburant est injecté à la fois dans la préchambre et dans la chambre de combustion principale, afin que les gaz enflammés sortant de la préchambre puissent venir enflammer le mélange air/carburant contenu dans le volume restant de la chambre de combustion principale.
2. Moteur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la préchambre de combustion
(17, 117) est agencée sensiblement au centre de la culasse (3).
3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la protubérance (119) a un profil complémentaire du logement de façon qu'elle obture au jeu près et pénètre partiellement dans la préchambre (17, 117) en fin de course ascendante du piston (2).
4. Moteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la préchambre
(17, 117) a une forme sensiblement conique (3a, 3b), cylindrique ou hémisphérique (103b).
5. moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la préchambre (17, 117) débouche sur une surface tronconique périphérique (3 a) de la culasse (3).
6. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la culasse (3) présente une surface interne concave en forme de calotte sphérique (103a) dont la zone polaire définit l'ouverture de la préchambre (17, 117). 13
7. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la protubérance a une foπne sensiblement tronconique (19, 119, 219, 319) ou cylindrique.
8. Moteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la protubérance (19, 119, 219, 319) se raccorde à une surface annulaire périphérique plane (2a) du piston (2).
9. Moteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la protubérance (19) se raccorde à une surface annulaire concave périphérique (102a), de section axiale sensiblement en forme d'arc de cercle.
10. Moteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la protubérance (19) se raccorde à une surface annulaire concave intermédiaire (202a), de section axiale sensiblement en forme d'arc de cercle, ladite surface intermédiaire se raccordant à son tour à la petite base d'une surface annulaire tronconique périphérique (202b) dont la grande base est dirigée à l'opposé de la culasse (3).
11. Moteur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la tubulure d'admission d'air (9) est agencée pour introduire dans la chambre principale (4) des gouttelettes d'eau (23) en suspension dans l'air.
12. Moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la tubulure d'admission (9) débouche dans la chambre principale (4) de façon que les gouttelettes d'eau (23) soient entraînées en rotation à l'intérieur du cylindre (1) autour de son axe (16), sous l'effet de leur vitesse d'introduction, et soient plaquées à la périphérie de la chambre par la force centrifuge.
13. Moteur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la protubérance
(19, 219, 319) comporte un évidement concave (19a, 219a, 319a) à son sommet en regard de la préchambre (17, 117).
14. Moteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'injecteur (18) débouche au sommet de la préchambre (17, 117).
15. Moteur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la protubérance
(19, 119, 219, 319) a une hauteur (h) qui est inférieure, égale ou supérieure à la hauteur (H) de la préchambre (17, 117).
16. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que seule la préchambre (17) est munie d'une bougie d'allumage (20), et que la protubérance (19) obture partiellement, avec un espace périphérique, l'ouverture de la préchambre (17, 117). 14
17. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que seule la chambre principale
(4) est munie d'une bougie d'allumage (120), un auto-allumage se produisant dans la préchambre (17, 117).
18. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre principale (4) et la préchambre (17, 117) sont munies d'une bougie d'allumage (20, 120).
19. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la protubérance (219, 319) est constituée au moins en partie d'un insert en matériau réfractaire tel que céramique au droit de la préchambre (17, 117) et/ou la surface (3 b) de la préchambre (17, 117) est recouverte d'un élément en céramique (24).
20. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le toit (3a,
103 a) de la chambre est concave, de façon à définir le logement précité (117) entre le sommet de la culasse et le sommet de la protubérance (19) du piston, uniquement lorsque le piston est au voisinage de son point mort haut.
21. Moteur selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le toit (3 a, 103a) de la culasse comporte une surface (3b, 103b) aménagée en creux pour définir le logement précité (17), quelle que soit la position du piston.
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