EP4652365A1 - Insert de friction pour clapet orienté - Google Patents

Insert de friction pour clapet orienté

Info

Publication number
EP4652365A1
EP4652365A1 EP24703063.8A EP24703063A EP4652365A1 EP 4652365 A1 EP4652365 A1 EP 4652365A1 EP 24703063 A EP24703063 A EP 24703063A EP 4652365 A1 EP4652365 A1 EP 4652365A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
guide
prechamber
pin
nose
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.)
Pending
Application number
EP24703063.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vianney Rabhi
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 EP4652365A1 publication Critical patent/EP4652365A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/02—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
    • 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
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/108—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber with fuel injection at least into pre-combustion chamber, i.e. injector mounted directly in the pre-combustion chamber
    • 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
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/006—Ignition installations combined with other systems, e.g. fuel injection
    • 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 subject of the present invention is a friction insert for an oriented valve which forms an improvement of the valve ignition prechamber which is the subject of patent No. FR 3 061 743 published on August 16, 2019 and belonging to the applicant.
  • the stratification cavity is, on the one hand, connected to the combustion chamber of the internal combustion engine by a stratification conduit, and on the other hand, receives a stratification injector which can inject into said cavity a pilot charge previously pressurized by compression means, said charge consisting of an oxidizer-fuel mixture that is easily ignited by means of a spark.
  • the combustion chamber receives a main load which can be either undiluted or diluted with air or with recirculated exhaust gases, the dilution making it possible in particular to maximize the energy efficiency of the internal combustion engine.
  • said valve When, on the other hand, said valve is moved away from said seat to rest on a valve stop on the chamber side directly or via a damping chamber as explained in French patent application 3,085,718, said valve forms with the stratification conduit a torch ignition prechamber which communicates simultaneously on the one hand, with the stratification cavity, and on the other hand, with the combustion chamber via gas ejection orifices.
  • the stratification valve thus makes it possible to avoid one of the main pitfalls of torch ignition prechambers which can be described as "open" - that is to say without a stratification valve - which, according to the state of the art, imply that if a gaseous mixture difficult to ignite forms the main charge, said mixture also forms - in part and by inappropriate mixing - the pilot charge in the ignition prechamber.
  • valve ignition prechamber of patent FR 3 061 743 forms an autonomous torch ignition device whose power can be freely adjusted, in order to find the best compromise between efficiency, polluting emissions and the acoustic emissions of the internal combustion engine which receives it.
  • the orientation stud cooperates with an axial guide orifice in which it is housed with little radial play, said orifice passing through a valve stop on the chamber side.
  • said nipple can slide longitudinally in said orifice without ever completely leaving it. In doing so, said pin orients the guide pin valve in the stratification conduit.
  • valve with a guide pin has a peripheral centering surface arranged on the periphery of its main valve body, said surface being able to come into contact with the internal wall of the stratification conduit to center said body in said conduit.
  • a valve damping chamber is formed by the stratification conduit, by an axial opening face, and by a valve stop on the chamber side, the volume of said chamber being maximum when a axial closing face presented by the guide pin valve rests on a conduit closing seat presented by the stratification conduit, and minimal when the axial opening face rests on the chamber side valve stop.
  • Patent WO2022079367 also discloses that the guide pin valve can advantageously be entirely or partially coated with a material with a low coefficient of friction resistant to abrasive wear such as a “Diamond Like Coating” or a physical vapor deposition such as “Lonbond 90”, while the internal surfaces of the lamination conduit which come into contact with said valve are for example coated with chemical nickel with a low phosphorus level.
  • a material with a low coefficient of friction resistant to abrasive wear such as a “Diamond Like Coating” or a physical vapor deposition such as “Lonbond 90”
  • the internal surfaces of the lamination conduit which come into contact with said valve are for example coated with chemical nickel with a low phosphorus level.
  • the stratification conduit comprises a non-magnetic pre-chamber nose made of copper or stainless steel, coated or not with an anti-friction material highly resistant to abrasion.
  • the prechamber nose is mounted huddled astride a gas ejection tube and a non-magnetic insert sleeve, said nose receiving the valve stop on the chamber side and the axial guide orifice which accommodates the orientation pin with little clearance.
  • non-magnetic pre-chamber nose in question must be made of a material which is not only non-magnetic to be compatible with the magnetic valve return device which is the subject of French patent application No. 3,085,718 , but which has a high thermal conductivity, like copper, so as to prevent the temperature of said nose from becoming excessive, the latter being directly exposed to the hot gases present in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the copper from which the non-magnetic prechamber nose can advantageously be made is a ductile and malleable material which must be covered with a hard coating to make it resistant to abrasive wear induced by friction. with the peripheral centering surface of the valve with guide pin on the one hand, and that induced by the friction of the orientation pin with the axial guide orifice on the other hand.
  • Coating the copper is, however, not adapted to the functional context of the valve with a guide pin since it is a question of guaranteeing a long lifespan for the prechamber with a valve with a guide pin which results from the combination of patents No. FR 3 061 743 and No. WO2022079367.
  • the torch ignition prechamber is subjected to a strong thermal load when ignition torches are ejected from said prechamber via gas ejection orifices, at temperatures above two thousand degrees Celsius. .
  • the chemical nickel coating is compatible with copper alloys with high mechanical strength such as “C17500”, but said coating is not sufficiently resistant to temperature and abrasion to meet the specifications. functional loads of the prechamber with guide pin valve according to patent No. WO2022079367.
  • the chemical nickel coating quickly loses its mechanical properties with temperature, and it is pushed back by the stratification valve, or even deposited on said valve by a succession of micro fusions.
  • the problem is that copper cannot receive very high temperature resistant coatings which are ordinarily applied at temperatures between five hundred and eight hundred degrees Celsius.
  • valve stratification and the orientation pin which form the valve with guide pin are no longer guided directly by the material constituting the non-magnetic prechamber nose, but by means of guide means made of a hard material, resistant to abrasion, and compatible with the most effective anti-friction coatings which are generally deposited at high temperatures.
  • Whose non-magnetic prechamber nose can be made with a non-magnetic material with high thermal conductivity such as copper, without prejudice to the mechanical strength and lifespan of said nose;
  • At least a first means for guiding the valve body which is resistant to abrasive wear and which is fixedly mounted in the non-magnetic prechamber nose said first means having, at least locally, an internal diameter which, on the one hand , is smaller than that of said nose, and which, on the other hand, is substantially larger than the external diameter of the external cylindrical surface for guiding the valve body, the axial thickness of said first means and the axial position in the non-magnetic prechamber nose of said first means being provided so that the external cylindrical guide surface of the valve body can slide with little play in said first means, and this in order to radially guide the valve with guide pin over all or part of its stroke in the non-magnetic prechamber nose;
  • At least one second means for guiding the orientation pin which is resistant to abrasive wear and which is fixedly mounted in the axial guide orifice, said second means having, at least locally, an internal diameter which, on the one hand, is smaller than that of said orifice, and which, on the other hand, is substantially larger than the external diameter of the external cylindrical bearing for guiding the pin, the axial thickness and the axial position of said second means being provided so that the external cylindrical pin guide surface can slide with little play in said second means, and can maintain the longitudinal axis of the guide pin valve approximately parallel to that of the non-magnetic prechamber nose on all or part of the stroke of said valve.
  • the friction insert for an oriented valve comprises a first means for guiding the valve body and a second means for guiding the orientation pin which are made of a non-magnetic material with high thermal and mechanical resistance.
  • the friction insert for an oriented valve comprises a first means for guiding the valve body and a second means for guiding the orientation pin which form part of the same multifunctional insert, assembled or not, said insert being fixedly mounted in the non-magnetic prechamber nose on the one hand, and housing all or part of the guide pin valve on the other hand, said multifunctional insert replacing the non-magnetic prechamber nose to accommodate the axial guide orifice.
  • the friction insert for an oriented valve comprises a multifunctional insert which forms, with an axial opening face oriented towards the combustion chamber, which the valve has with a guide pin on the one hand, and with the pin on the orientation on the other hand, a valve damping chamber.
  • the friction insert for an oriented valve comprises an axial guide orifice which has a damping countersink at its end which opens into the valve damping chamber, said countersink cooperating with a damping shoulder which includes the orientation pin.
  • the friction insert for an oriented valve comprises a damping countersink which is directly or indirectly connected to the combustion chamber by at least one depressurization conduit.
  • the friction insert for an oriented valve comprises a valve with a guide pin which includes a secondary sealing collar which extends the external cylindrical guide surface of the valve body in the direction of the stratification conduit.
  • FIG.1 is a schematic sectional view of the friction insert for a valve oriented according to the invention, of which the first means for guiding the valve body and the second means for guiding the orientation pin are fixedly mounted in the non-magnetic prechamber nose independently of each other.
  • FIG.2 is a schematic sectional view of the friction insert for a valve oriented according to the invention, the first means for guiding the valve body and the second means for guiding the orientation pin forming part of the same multifunctional insert which is fixedly mounted in the non-magnetic prechamber nose against which it is held pressed by a snap ring, a “Belleville” type spring washer, and via a support shoulder axial insert that said nose presents, the valve with guide pin being closed, that is to say closing the stratification conduit while the volume of the valve damping chamber is maximum.
  • FIG.3 is a schematic sectional view of the friction insert for a valve oriented according to the invention and according to the variant shown in [Fig.2], the valve with guide pin being open on its axial face opening of the valve with guide pin resting on the valve stop on the chamber side, said valve forming with the non-magnetic prechamber nose a prechamber for ignition by torch while the stratification conduit is placed in relation with the combustion chamber and than the volume of the room valve damping is minimal.
  • FIG.4 is a schematic sectional view of the friction insert for a valve oriented according to the invention and according to the variant shown in [Fig.2], with this difference that the multifunctional insert is maintained pressed against the axial support shoulder of the insert by an extensible axial stop ring which cooperates with a plating cone arranged at the end of the non-magnetic prechamber nose.
  • FIG.5 is a schematic sectional view of the friction insert for a valve oriented according to the invention and according to the variant shown in [Fig.2], in the environment of an internal combustion engine which receives said insert, the latter taking place at the end of an active pre-chamber ignition insert as described in French patent application No. 1904961 belonging to the applicant, and cooperating with a spark plug and a stratification injector electromechanically controlled.
  • FIG.6 is a three-dimensional view of the friction insert for a valve oriented according to the invention and according to the variant shown in [Fig.2],
  • FIG.7 is an exploded three-dimensional view of the friction insert for a valve oriented according to the invention and according to the variant shown in [Fig.2], but without the internal combustion engine.
  • Figures 1 to 7 show the friction insert for a 60 oriented valve according to the invention, various details of its components, its variants, and its accessories.
  • the friction insert for oriented valve 60 is mainly intended for a valve ignition prechamber 1 arranged in an internal combustion engine cylinder head 2, the latter 2 covering a chamber combustion chamber 3, said prechamber 1 comprising a stratification cavity 4 into which ignition means 5 and a stratification injector 6 open.
  • the stratification cavity 4 is connected to the combustion chamber 3 by a stratification conduit 7 which opens into said chamber 3 in the form of a non-magnetic prechamber nose 62 .
  • non-magnetic prechamber nose 62 houses a stratification valve 61 which can close the stratification conduit 7 and which is oriented by an orientation pin 15.
  • the orientation pin 15 can slide in an axial guide orifice 17 arranged in the non-magnetic prechamber nose 62, the stratification valve 61 and said pin 15 together forming a valve with guide pin 50 while the non-magnetic prechamber nose 62 forms with said valve 50 and when the latter does not close the stratification conduit 7, a torch ignition prechamber 9.
  • valve with guide pin 50 has an axial closing face 10 which can rest on a conduit closing seat 11 which the stratification conduit 7 presents, to close the latter.
  • valve with guide pin 50 also has an axial opening face 13 which, when it is in contact with a valve stop on the chamber side 14, determines the position of the valve with guide pin 50 furthest from the stratification cavity 4, said valve 50 leaving, when it is in said position, gases 19 to circulate freely between the stratification cavity 4 and the combustion chamber 3.
  • the friction insert for oriented valve 60 comprises at least one external cylindrical surface for guiding the valve body 64 arranged on the periphery of the valve with guide pin 50.
  • the friction insert for oriented valve 60 also comprises at least one first means for guiding the valve body 63 which can be, for example example and as shown in [Fig.l], a continuous or cutting ring, said first means 63 being resistant to abrasive wear and being fixedly mounted in the non-magnetic prechamber nose 62.
  • the first means for guiding the valve body 63 has, at least locally, an internal diameter which is smaller than that of the non-magnetic prechamber nose 62, said diameter being substantially larger than the external diameter of the external cylindrical bearing surface. valve body guide 64.
  • the axial thickness of the first valve body guide means 63 and the axial position in the non-magnetic prechamber nose 62 of said first means 63 are provided so that the external cylindrical bearing of valve body guide 64 can slide with little play in said first means 63, and this in order to radially guide the valve with guide pin 50 over all or part of its stroke in the non-magnetic prechamber nose 62.
  • the internal surface of the first valve body guide means 63 can have a convex axial profile which prevents said means 63 from exposing a sharp edge to the external cylindrical surface. valve body guide 64 when it comes into contact with the latter.
  • the friction insert for the oriented valve 60 further comprises at least one external cylindrical surface for guiding the pin 66 arranged on the external periphery of the orientation pin 15.
  • the insert of friction for oriented valve 60 comprises at least one second means for guiding the orientation pin 65 which can be, for example and as shown in [Fig.l], a continuous or cupped ring, said second means 65 being resistant to abrasive wear and being fixedly mounted in the axial guide orifice 17.
  • the second orientation stud guide means 65 has, at least locally, an interior diameter which is smaller than that of the axial guide orifice 17, said diameter being substantially larger than the exterior diameter of the external cylindrical nipple guide surface 66.
  • the axial thickness and the axial position of the second orientation pin guide means 65 are provided so that the external cylindrical pin guide surface 66 can slide with little clearance in said second means 65, and can maintain the longitudinal axis of the valve with guide pin 50 approximately parallel to that of the non-magnetic prechamber nose 62 over all or part of the stroke of said valve 50.
  • the internal surface of the second orientation pin guide means 65 can have a convex axial profile which prevents said second means 65 from exposing a sharp edge to the range.
  • external cylindrical nipple guide 66 when it comes into contact with the latter.
  • the first means for guiding the valve body 63 and/or the second means for guiding the oriented pin 65 can be made of a non-magnetic material with high thermal and mechanical resistance such as “Inconel 718”.
  • the first means for guiding the valve body 63 and the second means for guiding the orientation pin 65 can form part of the same insert multifunctional 67 assembled or not, said insert 67 being fixedly mounted in the non-magnetic prechamber nose 62.
  • the multifunctional insert 67 can accommodate all or part of the guide stud valve 50, said insert 67 replacing the non-magnetic prechamber nose 62 to accommodate the axial guide orifice 17.
  • the axial position of the multifunctional insert 67 in the non-magnetic prechamber nose 62 can be fixed by an axial insert support shoulder 72 which said nose 62 presents. , a stop ring 68 and a spring washer 69 for example of the “Belleville” type known per se now said insert 67 pressed against said shoulder 72.
  • the multifunctional insert 67, the stop ring 68, and the spring washer 69 can advantageously be made of a stainless, non-magnetic metal, retaining high mechanical resistance at high temperatures such as " Inconel.
  • F multifunctional insert 67 can be kept pressed against the axial support shoulder of insert 72 by an extensible axial stop ring 70 which cooperates with a plating cone 71 fitted at the end of the non-magnetic prechamber nose 62.
  • the multifunctional insert 67 can be mounted tightly in the non-magnetic prechamber nose 62 to ensure maximum thermal cohesion between said insert 67 and said nose 62, in order to that the heat received by said insert 67 during the combustion of a main charge 27 in the combustion chamber 3 can be evacuated by conduction via the non-magnetic prechamber nose 62.
  • the multifunctional insert 67 can form, with an axial opening face 13 oriented towards the combustion chamber 3 which presents the valve with guide pin 50 of on the one hand, and with the orientation pin 15 on the other hand, a valve damping chamber 18.
  • valve damping chamber 18 absorbs any possible shock that may occur. occur between the axial opening face 13 and a chamber-side valve stop 14 which stops said valve 50 in its travel towards the combustion chamber 3, said stop 14 being none other than the bottom of the damping chamber valve 18.
  • the axial guide orifice 17 of the friction insert for oriented valve 60 may have a damping countersink 47 at its end which opens into the valve damping chamber 18, said countersink 47 cooperating with a damping shoulder 46 which the orientation pin 15 comprises.
  • damping countersink 47 and the damping shoulder 46 are positioned such that the valve with guide pin 50 can travel the first part of its travel towards the chamber side valve stop 14 in being slowed down as little as possible by the valve damping chamber 18.
  • damping countersink 47 can be directly or indirectly connected to the combustion chamber 3 by at least one depressurization conduit 48.
  • valve with a guide pin 50 can comprise a secondary sealing collar 73 which extends the external cylindrical guide surface of the valve body 64 in the direction of the stratification conduit 7, said flange 73 forming a labyrinth or at least one chicane which opposes resistance to the passage of gases 19 which enter or leave the chamber. valve damping 18.
  • Figures 5 to 7 show the environment of the invention which mainly consists of the internal combustion engine cylinder head 2 of an internal combustion engine 79, the latter comprising a piston 80 and a cylinder 81 which form, with said cylinder head 2, a combustion chamber 3.
  • the stratification conduit 7 has a gas ejection tube 25 made according to this example of stainless steel with high magnetic permeability and low magnetic remanence, said conduit 7 also comprising a non-magnetic insert sleeve 26 which is made for example of “Inconel 718”, which is shrink-mounted on the gas ejection tube 25, and which receives the conduit closing seat 11.
  • the stratification conduit 7 opens into the combustion chamber 3 in the form of a non-magnetic prechamber nose 62 made of copper alloy, for example a Copper-Beryllium-Cobalt type “C17500”, said nose 62 being mounted straddled between the gas ejection tube 25 and the non-magnetic insert sleeve 26.
  • a non-magnetic prechamber nose 62 made of copper alloy, for example a Copper-Beryllium-Cobalt type “C17500”, said nose 62 being mounted straddled between the gas ejection tube 25 and the non-magnetic insert sleeve 26.
  • the first form shown in [Eig.l], consists of a first means for guiding the valve body 63 and a second means for guiding the orientation pin 65 which take the form of rings mounted independently of each other. on the other in the nose of non-magnetic prechamber 62.
  • the second form shown in Figures 2 to 7, provides that the first means for guiding the valve body 63 and the second means for guiding the orientation pin 65 form part of a single and same multifunctional insert 67 mounted fixedly in the non-magnetic prechamber nose 62.
  • the multifunctional insert 67 is held axially pressed by a stop ring 68 and by a “Belleville” type spring washer 69 on an axial support shoulder of insert 72 arranged in the non-magnetic prechamber nose 62, said insert 67, said rod 68 and said washer 69 being made of “Inconel”, a metal stainless and non-magnetic which maintains great mechanical resistance at high temperatures.
  • the multifunctional insert 67 is here mounted tightly in the non-magnetic prechamber nose 62, which ensures maximum thermal cohesion between said insert 67 and said nose 62.
  • valve with guide pin 50 is shown in the “fully closed” position, that is to say with its axial shutter face 10 which is in contact with the shutter seat of conduit 11, so that the stratification conduit 7 is closed and no gas 19 can circulate from the stratification cavity 4 to the combustion chamber 3 or vice versa, the volume of the valve damping chamber 18 being maximum .
  • FIG.3 shows the valve with guide pin 50 in position
  • the orientation stud 15 comprises a damping shoulder 46 which cooperates with a damping countersink 47 arranged at the entrance to the axial guide orifice 17, said countersinking. 47 opening into the valve damping chamber 18.
  • the permanent return magnet 24 ensures the re-closing of the valve with guide pin 50 after the latter has been opened by the rise in pressure of the gases 19 occurring in the stratification cavity 4, this after a pilot charge 31 has been introduced into said cavity 4 by an electromechanically controlled stratification injector 74, then ignited by a spark plug 33.
  • the electromechanically controlled stratification injector 74 which comprises an injector needle 75 which, when it raises from its seat under the action of an electromagnetic actuator injector 76, introduces a pilot load 31 into the stratification cavity 4.
  • the position of the injector needle 75 is permanently returned to a computer not shown by an injector needle position sensor 82, the latter allowing said calculator to precisely adjust the mass of the pilot load 31 which is introduced into the stratification cavity 4 by the electromechanically controlled stratification injector 74.
  • said computer executes software which determines, permanently and from the lifting of the injector needle 75 read by the injector needle position sensor 82, the mass of the pilot charge 31 which is introduced into the stratification cavity 4, said software correcting if necessary said lift so that the pilot load mass 31 actually introduced into the stratification cavity 4 corresponds to that necessary for optimal operation of the internal combustion engine 79.
  • This new configuration avoids having to coat the interior of the non-magnetic prechamber nose 62 with any coating whatsoever, because in fact, coatings which remain hard and resistant to abrasion at high temperatures are notoriously incompatible with the copper alloy of which the non-magnetic prechamber nose 62 is made, due to the high temperature at which said coatings are applied.
  • the friction insert for oriented valve 60 allows the first means for guiding the valve body 63 and the second means for guiding the oriented pin 65 to be made of a material such as "Inconel” which is both hard at heart so that it forms a more favorable substrate for coatings hard, and which is resistant to high temperatures so that it can receive a wide range of hard coatings of the “DLC”, “PVD” type or any type known to those skilled in the art.
  • valve with guide pin 50 itself being made of a material maintaining high mechanical resistance at high temperature, said valve 50 can also be covered with any type of anti-abrasion coating.
  • the friction insert for a valve oriented 60 makes it possible to choose coatings that are compatible with each other, said coatings conferring a long lifespan both on the first means of guiding the valve body 63 and the second orientation pin guide means 65, as well as the guide pin valve 50.
  • said stop 14 advantageously forms part of the multifunctional insert 67 as has been shown in Figures 2 to 7, and benefits from the same mechanical strength and the same resistance to abrasion as any other part of said insert 67.
  • the first means for guiding the valve body 63, the second means for guiding the orientation pin 65 and the chamber side valve stop 14 no longer constitute one and the same part which takes the form of the multifunctional insert 67, the high temperature core and surface mechanical characteristics of the material constituting said insert 67 benefit all the functional surfaces which cooperate with the guide pin valve 50.
  • valve with guide pin 50 moves in the multifunctional insert 67 in almost permanent contact with the first means for guiding the valve body 63 and the second means for guiding the orientation pin 65, and in contact periodically with the chamber side valve stop 14 without benefiting from any lubrication, those skilled in the art can only understand the fundamental advantage represented by the friction insert for oriented valve 60 according to the invention in the implementation work and lasting operation of the guide pin valve 50.
  • valve with guide pin 50 moves “dry” in the multifunctional insert 67, and undergoes an abrasive attack that is all the more significant as foreign bodies such as mineral or carbonaceous particles can be inserted.
  • the valve with guide pin 50 moves “dry” in the multifunctional insert 67, and undergoes an abrasive attack that is all the more significant as foreign bodies such as mineral or carbonaceous particles can be inserted.
  • the friction insert for a valve oriented 60 according to the invention can apply to areas other than just internal combustion engines.
  • Said insert 60 can for example be applied to gas nailers, to firearms, or to any device requiring the firing of a main charge by means of a pilot charge with the best possible efficiency .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

L'insert de friction pour clapet orienté (60) est prévu pour une préchambre d'allumage à clapet (1) et comprend une portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet (64) qui est aménagée en périphérie d'un clapet à téton de guidage (50) et qui coulisse à faible jeu dans un premier moyen de guidage de corps de clapet (63), ledit insert (60) comportant aussi une portée cylindrique externe de guidage de téton (66) qui est aménagée en périphérie externe d'un téton d'orientation (15) et qui coulisse à faible jeu dans un second moyen de guidage de téton d'orientation (65), les deux dits moyens (63, 65) étant résistants à l'usure abrasive et étant montés fixement dans un nez de préchambre amagnétique (62) dans lequel ils guident et orientent le clapet à téton de guidage (50).

Description

Description
Titre de l’invention : INSERT DE FRICTION POUR CLAPET ORIENTÉ
[0001] La présente invention a pour objet un insert de friction pour clapet orienté qui forme un perfectionnement de la préchambre d'allumage à clapet objet du brevet N° FR 3 061 743 publié le 16 août 2019 et appartenant au demandeur.
[0002] L’ insert de friction pour clapet orienté suivant la présente invention se combine avantageusement avec les principaux perfectionnements de ladite préchambre selon le brevet FR 3 061 743, lesdits perfectionnements ayant fait l’objet de plusieurs demandes de brevets.
[0003] Parmi lesdits perfectionnements, on note le « dispositif de rappel magnétique de clapet » objet de la demande de brevet français N° 3 085 718 publiée le 13 mars 2020, ou « F insert d'allumage à préchambre active » dont la demande de brevet français a été déposée le 13 mai 2019 sous le N° 1904961, ou la « préchambre d'allumage à clapet à sens de combustion inversé » qui a fait l’objet de la demande de brevet français N° 2001508 du 14 février 2020, ou encore, le brevet intitulé « clapet à téton de guidage » publié sous le N° WO2022079367.
[0004] Tous ces brevets et demandes de brevet ont en commun de présenter, comme le font la plupart des dispositifs d’allumage par torches selon l’état de l’art qui sont destinés aux moteurs à combustion interne alternatifs, une préchambre d’allumage formée d’une cavité de stratification aménagée dans la culasse d’un moteur à combustion interne.
[0005] La stratégie que servent lesdits brevets, demandes de brevets, et dispositifs, est notamment connue sous le terme anglo-saxon de « Turbulent Jet Ignition ».
[0006] Selon lesdits brevets et demandes de brevets, la cavité de stratification est d’une part, reliée à la chambre de combustion du moteur à combustion interne par un conduit de stratification, et d’autre part, reçoit un injecteur de stratification qui peut injecter dans ladite cavité une charge pilote préalablement mise sous pression par des moyens de compression, ladite charge étant constituée d’un mélange comburant-carburant facilement inflammable au moyen d’une étincelle.
[0007] On note que la chambre de combustion reçoit quant à elle une charge principale qui peut être soit, non-diluée, soit, diluée avec de l’air ou avec des gaz d’échappement re- circulés, la dilution permettant notamment de maximiser le rendement énergétique du moteur à combustion interne.
[0008] Lesdits brevets et demandes de brevets appartenant au demandeur se distinguent de l’état de l’art antérieur en ce que le conduit de stratification expose un siège d’obturation de clapet sur lequel peut reposer un caplet de stratification pour fermer ledit conduit. Ce faisant, ledit clapet isole la cavité de stratification de la chambre de combustion du moteur à combustion interne.
[0009] Lorsqu’on revanche ledit clapet est éloigné dudit siège pour reposer sur une butée de clapet côté chambre directement ou par l’intermédiaire d’une chambre d’amortissement comme exposé dans la demande de brevet français 3 085 718, ledit clapet forme avec le conduit de stratification une préchambre d’allumage par torche qui communique simultanément d’une part, avec la cavité de stratification, et d’autre part, avec la chambre de combustion par l’intermédiaire d’orifices d’éjection des gaz.
[0010] Cette configuration particulière permet d’introduire dans la cavité de stratification une charge pilote qui reste parfaitement inflammable quelles que soient la nature et la composition de la charge principale formée dans la chambre de combustion. En effet, ladite charge principale et ladite charge pilote ne peuvent plus se mélanger car les deux dites charges sont séparées de manière étanche par le clapet de stratification.
[0011] Cet avantage est décisif, car la composition, la pression et la température de la charge pilote peuvent être radicalement différentes de celles de la charge principale.
[0012] Le clapet de stratification permet ainsi d’éviter l’un des principaux écueils des préchambres d’allumage par torches que l’on peut qualifier de « ouvertes » - c’est à dire sans clapet de stratification - qui, selon l’état de l’art, impliquent que si un mélange gazeux difficile à enflammer forme la charge principale, ledit mélange forme aussi - pour partie et par mélange inopportun - la charge pilote dans la préchambre d’allumage.
[0013] En effet, dans le cas des préchambres « ouvertes », il résulte du mélange entre la charge principale et la charge pilote que cette dernière est d’autant moins capable de délivrer une forte puissance d’allumage que la mise à feu de la charge principale nécessite une forte puissance d’allumage.
[0014] A l’inverse et toujours dans le cas des préchambres « ouvertes », quand la charge principale est formée d’un mélange peu dilué et très réactif qui ne requiert qu’une faible puissance d’allumage afin d’éviter que la combustion de ladite charge ne génère des gradients de pression trop élevés et du bruit dans la chambre principale, la charge pilote est trop énergétique car elle est en partie formée du mélange constitutif de la charge principale, et qu’elle en hérite de la pression et de la température.
[0015] En d’autres termes, sans le caplet de stratification qui, selon le brevet
N° FR 3 061 743, permet de fermer le conduit de stratification, la charge pilote se retrouve nécessairement formée pour partie du mélange constituant la charge principal et donc, ladite charge pilote hérite pour partie de la susceptibilité à l’allumage et à la combustion de la charge principale, et son contenu énergétique est directement lié à la pression que lui impose ladite charge principale, ce qui est contraire au besoin. [0016] En effet, moins la charge principale est réactive, plus la charge pilote doit être puissante. A l’inverse, plus la charge principale est brûlable facilement et rapidement, moins la charge pilote doit être énergétique pour éviter une combustion trop rapide de ladite charge principale.
[0017] C’est pourquoi la préchambre d'allumage à clapet du brevet FR 3 061 743 forme un dispositif d’allumage par torches autonome dont il est possible de régler librement la puissance, ceci pour trouver le meilleur compromis entre le rendement, les émissions polluantes et les émissions acoustiques du moteur à combustion interne qui la reçoit.
[0018] Ceci étant exposé, on voit sur les figures du brevet WO2022079367 que, avantageusement, un téton d’orientation émerge de la face axiale d’ouverture que présente le corps principal de clapet du clapet de stratification, ceci pour former un clapet à téton de guidage.
[0019] Le téton d’orientation coopère avec un orifice axial de guidage dans lequel il est logé à faible jeu radial, ledit orifice traversant une butée de clapet côté chambre. Ainsi, ledit téton peut coulisser longitudinalement dans ledit orifice sans jamais entièrement en sortir. Ce faisant, ledit téton oriente le clapet à téton de guidage dans le conduit de stratification.
[0020] A la lecture du brevet WO2022079367, on remarque aussi que le clapet à téton de guidage comporte une surface périphérique de centrage aménagée en périphérie de son corps principal de clapet, ladite surface pouvant entrer au contact avec la paroi interne du conduit de stratification pour centrer ledit corps dans ledit conduit.
[0021] Dans le brevet WO2022079367, une chambre d’amortissement de clapet est formée par le conduit de stratification, par une face axiale d’ouverture, et par une butée de clapet côté chambre, le volume de ladite chambre étant maximal lorsqu’une face axiale d’obturation que présente le clapet à téton de guidage repose sur un siège d’obturation de conduit que présente le conduit de stratification, et minimal lorsque la face axiale d’ouverture repose sur la butée de clapet côté chambre.
[0022] Le brevet WO2022079367 expose également que le clapet à téton de guidage peut avantageusement être en tout ou partie d’un revêtu d’un matériau à bas coefficient de frottement résistant à l’usure abrasive comme un « Diamond Like Coating » ou un dépôt physique en phase vapeur tel que le « lonbond 90 », cependant que les surfaces internes du conduit de stratification qui entrent en contact avec ledit clapet sont par exemple revêtues de nickel chimique à bas taux de phosphore.
[0023] Comme on le voit sur les figures du brevet WO2022079367, le conduit de stratification comprend un nez de préchambre amagnétique en cuivre ou en inox, revêtu ou non d’un matériau antifriction hautement résistant à l’abrasion.
[0024] Le caractère amagnétique du matériau constitutif du nez de préchambre est nécessaire au dispositif de rappel magnétique de clapet objet de la demande de brevet français N° 3 085 718, sans lequel le clapet à téton de guidage ne peut se refermer suffisamment rapidement, particulièrement lorsque ledit clapet s’applique à des moteurs à haut régime de rotation tels que ceux qui équipent les automobiles.
[0025] Sur les figures du brevet WO2022079367, on note que le nez de préchambre est monté fretté à cheval entre un tube d’éjection des gaz et un manchon rapporté ama- gnétique, ledit nez recevant la butée de clapet côté chambre et l’orifice axial de guidage qui héberge à faible jeu le téton d’orientation.
[0026] On remarque que le nez de préchambre amagnétique dont il est question doit être fait d’un matériau qui est non seulement amagnétique pour être compatible avec le dispositif de rappel magnétique de clapet objet de la demande de brevet français N° 3 085 718, mais qui présente une haute conductivité thermique, comme le cuivre, de sorte à éviter que la température dudit nez ne devienne excessive, ce dernier étant directement exposé aux gaz chauds présents dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne.
[0027] En effet, si le nez de préchambre amagnétique est trop chaud, il peut provoquer F auto-allumage intempestif de la charge principale contenue dans la chambre de combustion, ce qui pourrait conduire à la destruction du moteur à combustion interne.
[0028] Le problème est que le cuivre dont peut avantageusement être fait le nez de préchambre amagnétique est un matériau ductile et malléable qu’il est nécessaire de recouvrir d’un revêtement dur pour le rendre résistant à l’usure abrasive induite par son frottement avec la surface périphérique de centrage du clapet à téton de guidage d’une part, et à celle induite par le frottement du téton d’orientation avec l’orifice axial de guidage d’autre part.
[0029] Revêtir le cuivre n’est toutefois pas adapté au contexte fonctionnel du clapet à téton de guidage dès lors qu’il s’agit de garantir une longue durée de vie à la préchambre à clapet à téton de guidage qui résulte de la combinaison des brevets N° FR 3 061 743 et N° WO2022079367.
[0030] En effet, la préchambre d’allumage par torche est soumise à une forte charge thermique lorsque des torches d’allumage sont éjectées de la dite préchambre via des orifices d’éjection des gaz, à des températures supérieures à deux mille degrés Celsius.
[0031] Par exemple, le revêtement en nickel chimique est compatible avec des alliages de cuivres à haute résistance mécanique comme le « C17500 », mais ledit revêtement n’est pas suffisamment résistant à la température et à l’abrasion pour répondre au cahier des charges fonctionnel de la préchambre à clapet à téton de guidage selon le brevet N° WO2022079367.
[0032] En effet, dans la pratique, le revêtement en nickel chimique perd rapidement ses propriétés mécaniques avec la température, et il est repoussé par le clapet de stratification, voire, se dépose sur ledit clapet par succession de micro fusions. [0033] Le problème est que le cuivre ne peut pas recevoir des revêtements résistants à très haute température qui sont ordinairement appliqués à des températures comprises entre cinq cents et huit cents degrés Celsius.
[0034] Une solution pourrait consister à remplacer le cuivre par de l’acier inox amagnétique, mais ledit acier présente une conductivité thermique insuffisante.
[0035] C’est donc pour résoudre les différents problèmes qui viennent d’être décrits et les dilemmes qui en résultent que selon l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention et selon un mode particulier de réalisation dudit insert, le clapet de stratification et le téton d’orientation qui forment le clapet à téton de guidage ne sont plus guidé directement par le matériau constitutif du nez de préchambre amagnétique, mais par l’intermédiaire de moyens de guidage faits d’un matériau dur, résistant à l’abrasion, et compatible avec les revêtements antifriction les plus efficaces qui sont en général déposés à haute température.
[0036] A ce titre, il résulte de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention une préchambre d'allumage à clapet :
• Dont le nez de préchambre amagnétique peut être réalisé avec un matériau amagnétique à haute conductivité thermique tel que le cuivre, sans préjudice pour la tenue mécanique et la durée de vie dudit nez ;
• Dont la durée de vie est compatible avec celle d’un moteur automobile produit en grande série, et dont le fonctionnement reste stable durant ladite durée de vie, garantissant au moteur thermique à combustion interne qui la reçoit un rendement et un fonctionnement optimal durant toute sa durée de vie ;
• Dont la fabrication en grande série ne relève d’aucune difficulté particulière ;
• Dont le prix de revient est compatible avec les contraintes économiques du marché des automobiles produites en très grandes séries.
[0037] Il est entendu que l’insert de friction pour clapet orienté selon l’invention peut non seulement s’appliquer à la préchambre à clapet à téton de guidage selon le brevet N° WO2022079367, mais aussi à toute autre application voisine dans son concept et dans son principe qui pourrait avantageusement tirer parti des caractéristiques et fonctionnalités dudit insert.
[0038] L’insert de friction pour clapet orienté pour une préchambre d’allumage à clapet aménagée dans une culasse de moteur à combustion interne qui coiffe une chambre de combustion, ladite préchambre comprenant une cavité de stratification dans laquelle débouchent des moyens d’allumage et un injecteur de stratification, ladite cavité étant reliée à la chambre de combustion par un conduit de stratification qui débouche dans ladite chambre sous la forme d’un nez de préchambre amagnétique dans lequel est hébergé un clapet de stratification qui peut obturer ledit conduit et qui est orienté par un téton d’orientation qui peut coulisser dans un orifice axial de guidage aménagé dans ledit nez, ledit clapet et ledit téton formant ensemble un clapet à téton de guidage tandis que le nez de préchambre amagnétique forme avec ledit clapet et quand celui-ci n’obture pas le conduit de stratification, une préchambre d’allumage par torche qui met la cavité de stratification en relation avec la chambre de combustion par l’intermédiaire d’au moins un orifice d’éjection des gaz, comprend :
• Au moins une portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet aménagée en périphérie du clapet à téton de guidage ;
• Au moins un premier moyen de guidage de corps de clapet qui est résistant à l’usure abrasive et qui est monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique, ledit premier moyen ayant, au moins localement, un diamètre intérieur qui, d’une part, est plus petit que celui dudit nez, et qui, d’autre part, est sensiblement plus grand que le diamètre extérieur de la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet, l’épaisseur axiale dudit premier moyen et la position axiale dans le nez de préchambre amagnétique dudit premier moyen étant prévues pour que la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet puisse coulisser à faible jeu dans ledit premier moyen, et ceci afin de guider radialement le clapet à téton de guidage sur tout ou partie de sa course dans le nez de préchambre amagnétique ;
• Au moins une portée cylindrique externe de guidage de téton aménagée en périphérie externe du téton d’orientation ;
• Au moins un second moyen de guidage de téton d’orientation qui est résistant à l’usure abrasive et qui est monté fixement dans l’orifice axial de guidage, ledit second moyen ayant, au moins localement, un diamètre intérieur qui, d’une part, est plus petit que celui dudit orifice, et qui, d’autre part, est sensiblement plus grand que le diamètre extérieur de la portée cylindrique externe de guidage de téton, l’épaisseur axiale et la position axiale dudit second moyen étant prévues pour que la portée cylindrique externe de guidage de téton puisse coulisser à faible jeu dans ledit second moyen, et puisse maintenir l’axe longitudinal du clapet à téton de guidage à peu près parallèle à celui du nez de préchambre amagnétique sur tout ou partie de la course dudit clapet.
[0039] L’ insert de friction pour clapet orienté comprend un premier moyen de guidage de corps de clapet et un second moyen de guidage de téton d’orientation qui sont faits d’un matériau amagnétique à haute résistance thermique et mécanique.
[0040] L’ insert de friction pour clapet orienté comprend un premier moyen de guidage de corps de clapet et un second moyen de guidage de téton d’orientation qui font partie d’un même insert multifonctionnel assemblé ou non, ledit insert étant monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique d’une part, et hébergeant tout ou partie du clapet à téton de guidage d’autre part, ledit insert multifonctionnel se substituant au nez de préchambre amagné tique pour héberger l’orifice axial de guidage.
[0041] L’ insert de friction pour clapet orienté comprend un insert multifonctionnel qui forme, avec une face axiale d’ouverture orientée vers la chambre de combustion que présente le clapet à téton de guidage d’une part, et avec le téton d’orientation d’autre part, une chambre d’amortissement de clapet.
[0042] L’ insert de friction pour clapet orienté comprend un orifice axial de guidage qui présente un lamage d’amortissement au niveau de son extrémité qui débouche dans la chambre d’amortissement de clapet, ledit lamage coopérant avec un épaulement d’amortissement que comporte le téton d’orientation.
[0043] L’ insert de friction pour clapet orienté comprend un lamage d’amortissement qui est directement ou indirectement relié à la chambre de combustion par au moins un conduit de dépressurisation.
[0044] L’ insert de friction pour clapet orienté comprend une clapet à téton de guidage qui comprend une collerette d’étanchéité secondaire qui prolonge la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet en direction du conduit de stratification.
[0045] La description qui va suivre en regard des dessins annexés et donnés à titre d’exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l’invention, les caractéristiques qu’elle présente, et les avantages qu’elle est susceptible de procurer :
[0046] [Fig.1] est une vue en coupe schématique de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention, dont le premier moyen de guidage de corps de clapet et le second moyen de guidage de téton d’orientation sont montés fixement dans le nez de préchambre amagnétique indépendamment l’un de l’autre.
[0047] [Fig.2] est une vue en coupe schématique de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention, le premier moyen de guidage de corps de clapet et le second moyen de guidage de téton d’orientation faisant partie d’un même insert multifonctionnel qui est monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique contre lequel il est maintenu plaqué par un jonc d’arrêt, une rondelle ressort de type « Belleville », et par l’intermédiaire d’un épaulement d'appui axial d'insert que présente ledit nez, le clapet à téton de guidage étant fermé, c’est à dire obturant le conduit de stratification cependant que le volume de la chambre d’amortissement de clapet est maximal.
[0048] [Fig.3] est une vue en coupe schématique de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention et selon la variante montrée en [Fig.2], le clapet à téton de guidage étant ouvert sa face axiale d’ouverture du clapet à téton de guidage reposant sur la butée de clapet côté chambre, ledit clapet formant avec le nez de préchambre amagnétique une préchambre d’allumage par torche tandis que le conduit de stratification est mis en relation avec la chambre de combustion et que le volume de la chambre d’amortissement de clapet est minimal.
[0049] [Fig.4] est une vue en coupe schématique de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention et selon la variante montrée en [Fig.2], à cette différence près que l’insert multifonctionnel est maintenu plaqué contre l’épaulement d'appui axial d'insert par une bague extensible d’arrêt axial qui coopère avec un cône de plaquage aménagé à l’extrémité du nez de préchambre amagnétique.
[0050] [Fig.5] est une vue en coupe schématique de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention et selon la variante montrée en [Fig.2], dans l’environnement d’un moteur à combustion interne qui reçoit ledit insert, ce dernier prenant place au bout d’un insert d'allumage à préchambre active tel que décrit dans la demande de brevet français N° 1904961 appartenant au demandeur, et coopérant avec une bougie d’allumage et un injecteur de stratification à commande électromécanique.
[0051] [Fig.6] est une vue tridimensionnelle de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention et selon la variante montrée en [Fig.2],
[0052] [Fig.7] est une vue tridimensionnelle éclatée de l’insert de friction pour clapet orienté suivant l’invention et selon la variante montrée en [Fig.2], mais sans le moteur à combustion interne.
[0053] DESCRIPTION DE L’INVENTION :
[0054] On a montré en figures 1 à 7 l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires.
[0055] Comme le montrent les figures 1 à 7, l’insert de friction pour clapet orienté 60 est principalement prévu pour une préchambre d’allumage à clapet 1 aménagée dans une culasse de moteur à combustion interne 2, cette dernière 2 coiffant une chambre de combustion 3, ladite préchambre 1 comprenant une cavité de stratification 4 dans laquelle débouchent des moyens d’allumage 5 et un injecteur de stratification 6.
[0056] Comme on peut le voir clairement en figures 1 à 6 la cavité de stratification 4 est reliée à la chambre de combustion 3 par un conduit de stratification 7 qui débouche dans ladite chambre 3 sous la forme d’un nez de préchambre amagnétique 62.
[0057] On remarque en figures 1 à 7 que le nez de préchambre amagnétique 62 héberge un clapet de stratification 61 qui peut obturer le conduit de stratification 7 et qui est orienté par un téton d’orientation 15.
[0058] Comme le montrent successivement les figures 1 et 3, le téton d’orientation 15 peut coulisser dans un orifice axial de guidage 17 aménagé dans le nez de préchambre amagnétique 62, le clapet de stratification 61 et ledit téton 15 formant ensemble un clapet à téton de guidage 50 tandis que le nez de préchambre amagnétique 62 forme avec ledit clapet 50 et quand celui-ci n’obture pas le conduit de stratification 7, une préchambre d’allumage par torche 9.
[0059] On remarque en figures 1, 3 et 4 que la préchambre d’allumage par torche 9 met la cavité de stratification 6 en relation avec la chambre de combustion 3 par l’intermédiaire d’au moins un orifice d’éjection des gaz 16.
[0060] En [Fig.2], on a montré que le clapet à téton de guidage 50 présente une face axiale d’obturation 10 qui peut reposer sur un siège d’obturation de conduit 11 que présente le conduit de stratification 7, pour obturer ce dernier.
[0061] En [Fig.3], on a montré que le clapet à téton de guidage 50 présente également une face axiale d’ouverture 13 qui, lorsqu’elle est au contact d’une butée de clapet côté chambre 14, détermine la position du clapet à téton de guidage 50 la plus éloignée de la cavité de stratification 4, ledit clapet 50 laissant, lorsqu’il est dans ladite position, des gaz 19 librement circuler entre la cavité de stratification 4 et la chambre de combustion 3.
[0062] On a illustré, particulièrement en figures 1 à 4 et en [Fig.7], que 1’ insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention comprend au moins une portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet 64 aménagée en périphérie du clapet à téton de guidage 50.
[0063] De façon particulièrement visible en [Fig.l], on a montré que l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention comprend aussi au moins un premier moyen de guidage de corps de clapet 63 qui peut être, par exemple et comme montré en [Fig.l], une bague continue ou à coupe, ledit premier moyen 63 étant résistant à l’usure abrasive et étant monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique 62.
[0064] Ee premier moyen de guidage de corps de clapet 63 a, au moins localement, un diamètre intérieur qui est plus petit que celui du nez de préchambre amagnétique 62, ledit diamètre étant sensiblement plus grand que le diamètre extérieur de la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet 64.
[0065] Comme le montrent les figures 2 et 3, l’épaisseur axiale du premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et la position axiale dans le nez de préchambre amagnétique 62 dudit premier moyen 63 sont prévues pour que la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet 64 puisse coulisser à faible jeu dans ledit premier moyen 63, et ceci afin de guider radialement le clapet à téton de guidage 50 sur tout ou partie de sa course dans le nez de préchambre amagnétique 62.
[0066] Comme on peut le remarquer en figures 1 à 4, la surface interne du premier moyen de guidage de corps de clapet 63 peut présenter un profil axial bombé qui évite que ledit moyen 63 n’expose un bord vif à la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet 64 lorsqu’elle entre en contact avec cette dernière.
[0067] En figures 1 à 7, on a également montré que l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention comprend en outre au moins une portée cylindrique externe de guidage de téton 66 aménagée en périphérie externe du téton d’orientation 15.
[0068] De façon particulièrement visible en [Fig.l], on a également montré que l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention comprend au moins un second moyen de guidage de téton d’orientation 65 qui peut être, par exemple et comme montré en [Fig.l], une bague continue ou à coupe, ledit second moyen 65 étant résistant à l’usure abrasive et étant monté fixement dans l’orifice axial de guidage 17.
[0069] Le second moyen de guidage de téton d’orientation 65 a, au moins localement, un diamètre intérieur qui est plus petit que celui de l’orifice axial de guidage 17, ledit diamètre étant sensiblement plus grand que le diamètre extérieur de la portée cylindrique externe de guidage de téton 66.
[0070] Comme le montrent les figures 2 et 3, l’épaisseur axiale et la position axiale du second moyen de guidage de téton d’orientation 65 sont prévues pour que la portée cylindrique externe de guidage de téton 66 puisse coulisser à faible jeu dans ledit second moyen 65, et puisse maintenir l’axe longitudinal du clapet à téton de guidage 50 à peu près parallèle à celui du nez de préchambre amagnétique 62 sur tout ou partie de la course dudit clapet 50.
[0071] Comme on peut le remarquer en figures 1 à 4, la surface interne du second moyen de guidage de téton d’orientation 65 peut présenter un profil axial bombé qui évite que ledit second moyen 65 n’expose un bord vif à la portée cylindrique externe de guidage de téton 66 lorsqu’elle entre en contact avec cette dernière.
[0072] On notera que selon une variante de réalisation de l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention, le premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et/ou le second moyen de guidage de téton d’orientation 65 peuvent être faits d’un matériau amagnétique à haute résistance thermique et mécanique tel que le « Inconel 718 ».
[0073] A titre de variante, avantageusement et comme l’illustrent les figures 2 à 7, le premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et le second moyen de guidage de téton d’orientation 65 peuvent faire partie d’un même insert multifonctionnel 67 assemblé ou non, ledit insert 67 étant monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique 62.
[0074] En ce cas, l’insert multifonctionnel 67 peut héberger tout ou partie du clapet à téton de guidage 50, ledit insert 67 se substituant au nez de préchambre amagnétique 62 pour héberger l’orifice axial de guidage 17.
[0075] Comme on l’a montré en figures 2 et 3, la position axiale de l’insert multifonctionnel 67 dans le nez de préchambre amagnétique 62 peut être fixée par un épaulement d'appui axial d'insert 72 que présente ledit nez 62, un jonc d’arrêt 68 et une rondelle ressort 69 par exemple de type « Belleville » connue en soi maintenant ledit insert 67 plaqué contre ledit épaulement 72.
[0076] On note que l’insert multifonctionnel 67, le jonc d’arrêt 68, et la rondelle ressort 69, peuvent avantageusement être faits d’un métal inoxydable, amagnétique, et conservant une haute résistance mécanique à hautes températures tel que le « Inconel ». [0077] On remarque en [Fig.4] qu’à titre d’alternative, F insert multifonctionnel 67 peut être maintenu plaqué contre l’épaulement d'appui axial d'insert 72 par une bague extensible d’arrêt axial 70 qui coopère avec un cône de plaquage 71 aménagé à l’extrémité du nez de préchambre amagnétique 62.
[0078] En plus ou en alternative à ce qui vient d’être décrit, l’insert multifonctionnel 67 peut être monté serré dans le nez de préchambre amagnétique 62 pour assurer une cohésion thermique maximale entre ledit insert 67 et ledit nez 62, ceci afin que la chaleur que reçoit ledit insert 67 lors de la combustion d’une charge principale 27 dans la chambre de combustion 3 puisse s’évacuer par conduction via le nez de préchambre amagnétique 62.
[0079] Comme on l’a montré clairement en figures 2 à 4, l’insert multifonctionnel 67 peut former, avec une face axiale d’ouverture 13 orientée vers la chambre de combustion 3 que présente le clapet à téton de guidage 50 d’une part, et avec le téton d’orientation 15 d’autre part, une chambre d’amortissement de clapet 18.
[0080] En ce cas, lorsque le clapet à téton de guidage 50 s’ouvre pour former une préchambre d’allumage par torche 9 avec le nez de préchambre amagnétique 62, la chambre d’amortissement de clapet 18 amortit l’éventuel choc pouvant survenir entre la face axiale d’ouverture 13 et une butée de clapet côté chambre 14 qui arrête ledit clapet 50 dans sa course en direction de la chambre de combustion 3, ladite butée 14 n’étant autre que le fond de la chambre d’amortissement de clapet 18.
[0081] Comme le montrent les figures 1 à 4, l’orifice axial de guidage 17 de l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention peut présenter un lamage d’amortissement 47 au niveau de son extrémité qui débouche dans la chambre d’amortissement de clapet 18, ledit lamage 47 coopérant avec un épaulement d’amortissement 46 que comporte le téton d’orientation 15.
[0082] On note que le lamage d’amortissement 47 et l’épaulement d’amortissement 46 sont positionnés de telle sorte que le clapet à téton de guidage 50 puisse parcourir la première partie de sa course vers la butée de clapet côté chambre 14 en étant le moins freiné possible par la chambre d’amortissement de clapet 18.
[0083] En effet, tant que l’épaulement d’amortissement 46 n’est pas arrivé au niveau du lamage d’amortissement 47, les gaz 19 contenus dans la chambre d’amortissement de clapet 18 peuvent librement sortir de cette dernière en direction de la chambre de combustion 3, via le jeu laissé entre ledit épaulement 46 et ledit lamage 47, puis via des conduits de dépressurisation 48 montrés en figures 2 à 4.
[0084] Lorsque l’épaulement d’amortissement 46 arrive au niveau du lamage d’amortissement 47, les gaz 19 se trouvent fortement laminés par la restriction de passage ainsi formée, de sorte que durant la deuxième partie de sa course vers la butée de clapet côté chambre 14, le clapet à téton de guidage 50 se trouve freiné, ce qui réduit d’autant la puissance de tout choc pouvant survenir entre la face axiale d’ouverture 13 et la butée de clapet côté chambre 14.
[0085] Cette configuration particulière de 1’ insert multifonctionnel 67 et du clapet à téton de guidage 50 confère à ce dernier une longue durée de vie.
[0086] En figures 2 à 4, on a donc bien montré que le lamage d’amortissement 47 peut être directement ou indirectement relié à la chambre de combustion 3 par au moins un conduit de dépressurisation 48.
[0087] A titre de variante de réalisation de l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention, on a montré en figures 1 et 4 que le clapet à téton de guidage 50 peut comprendre une collerette d’étanchéité secondaire 73 qui prolonge la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet 64 en direction du conduit de stratification 7, ladite collerette 73 formant un labyrinthe ou au moins une chicane qui oppose une résistance au passage de gaz 19 qui pénètrent ou qui sortent de la chambre d’amortissement de clapet 18.
[0088] FONCTIONNEMENT DE L’INVENTION :
[0089] Le fonctionnement de l’insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention se comprend aisément à la vue des figures 1 à 7.
[0090] Les figures 5 à 7 montrent l’environnement de l’invention qui est principalement constitué de la culasse de moteur à combustion interne 2 d’un moteur à combustion interne 79 ce dernier comportant un piston 80 et un cylindre 81 qui forment, avec ladite culasse 2, une chambre de combustion 3.
[0091] On a clairement montré en figures 1 à 4 que le conduit de stratification 7 présente un tube d’éjection des gaz 25 fait selon cet exemple d’acier inoxydable à haute perméabilité magnétique et faible rémanence magnétique, ledit conduit 7 comprenant également un manchon rapporté amagnétique 26 qui est réalisé par exemple en « Inconel 718 », qui est monté fretté sur le tube d’éjection des gaz 25, et qui reçoit le siège d’obturation de conduit 11.
[0092] En figures 1 à 7, on remarque que le conduit de stratification 7 débouche dans la chambre de combustion 3 sous la forme d’un nez de préchambre amagnétique 62 en alliage de cuivre, par exemple un Cuivre-Béryllium-Cobalt de type « C17500 », ledit nez 62 étant monté fretté à cheval entre le tube d’éjection des gaz 25 et le manchon rapporté amagnétique 26.
[0093] On remarque en figures 1 à 7 que c’est le nez de préchambre amagnétique 62 qui reçoit l’insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention, et ceci, sous deux formes principales.
[0094] La première forme, montrée en [Eig.l], consiste en un premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et un second moyen de guidage de téton d’orientation 65 qui prennent la forme de bagues montées indépendamment l’une de l’autre dans le nez de préchambre amagnétique 62.
[0095] La deuxième forme, montrée en figures 2 à 7, prévoit que le premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et le second moyen de guidage de téton d’orientation 65 font partie d’un seul et même insert multifonctionnel 67 monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique 62.
[0096] C’est sous cette deuxième forme et particulièrement de sa variante de réalisation montrée en figures 2, 3 et 5 à 7 que nous détaillerons ici le fonctionnement spécifique de F insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention, gardant à l’esprit que dans le contexte dudit insert 60, le fonctionnement du clapet à téton de guidage 50 est identique à celui décrit dans le brevet N° WO2022079367, l’objectif de l’insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention n’étant pas de modifier ledit fonctionnement, mais d’assurer à ce dernier une grande stabilité dans le temps, et à la préchambre d’allumage à clapet 1 une grande pérennité.
[0097] Selon la variante de l’insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention montrée en figures 2, 3, 5, 6 et 7, l’insert multifonctionnel 67 est maintenu axialement plaqué par un jonc d’arrêt 68 et par une rondelle ressort 69 de type « Belleville » sur un épaulement d'appui axial d'insert 72 aménagé dans le nez de préchambre amagnétique 62, ledit insert 67, ledit jonc 68 et ladite rondelle 69 étant réalisés en « Inconel », un métal inoxydable et amagnétique qui conserve une grande résistance mécanique à hautes températures.
[0098] Avantageusement, l’insert multifonctionnel 67 est ici monté serré dans le nez de préchambre amagnétique 62 ce qui assure une cohésion thermique maximale entre ledit insert 67 et ledit nez 62.
[0099] Ainsi, lors de la combustion de la charge principale 27 dans la chambre de combustion 3, la chaleur que reçoit l’insert multifonctionnel 67 de la part des gaz 19 chauds avec lesquels il est en contact peut efficacement être évacuée par conduction via le nez de préchambre amagnétique 62.
[0100] En [Fig.2], on a montré le clapet à téton de guidage 50 en position « pleinement fermé », c’est à dire avec sa face axiale d’obturation 10 qui est au contact du siège d’obturation de conduit 11, de sorte que le conduit de stratification 7 est obturé et qu’aucun gaz 19 ne peut circuler depuis la cavité de stratification 4 vers la chambre de combustion 3 ou inversement, le volume de la chambre d’amortissement de clapet 18 étant maximal.
[0101] La [Fig.3] montre quant à elle le clapet à téton de guidage 50 en position
« pleinement ouvert », c’est à dire avec sa face axiale d’ouverture 13 qui est au contact de la butée de clapet côté chambre 14, de sorte que le conduit de stratification 7 est également pleinement ouvert, ledit clapet 50 formant avec le nez de préchambre amagnétique 62 une préchambre d’allumage par torche 9, tandis que les gaz 19 peuvent circuler depuis la cavité de stratification 4 vers la chambre de combustion 3, le volume de la chambre d’amortissement de clapet 18 étant minimal.
[0102] On remarque, particulièrement en figures 2 et 3, que le téton d’orientation 15 comporte un épaulement d’amortissement 46 qui coopère avec un lamage d’amortissement 47 aménagé en entrée de l’orifice axial de guidage 17, ledit lamage 47 débouchant dans la chambre d’amortissement de clapet 18.
[0103] Cette configuration particulière de l’insert multifonctionnel 67 et du clapet à téton de guidage 50 permet à ce dernier de parcourir la première partie de sa course vers la butée de clapet côté chambre 14 en étant le moins freiné possible par la chambre d’amortissement de clapet 18.
[0104] En effet, tant que l’épaulement d’amortissement 46 n’est pas arrivé au niveau du lamage d’amortissement 47, les gaz 19 contenus dans la chambre d’amortissement de clapet 18 peuvent librement sortir de cette dernière en direction de la chambre de combustion 3, via le jeu laissé entre ledit épaulement 46 et ledit lamage 47, puis via les conduits de dépressurisation 48.
[0105] Lorsque l’épaulement d’amortissement 46 parvient au niveau du lamage d’amortissement 47, les gaz 19 se trouvent fortement laminés par la restriction de passage ainsi formée, de sorte que durant la deuxième partie de sa course vers la butée de clapet côté chambre 14 le clapet à téton de guidage 50 se trouve freiné, ce qui réduit la puissance de tout choc pouvant survenir entre la face axiale d’ouverture 13 et la butée de clapet côté chambre 14.
[0106] Cette configuration particulière du clapet à téton de guidage 50 confère à ce dernier une longue durée de vie.
[0107] On remarque en figures 5 à 7 la présence d’un aimant permanent de rappel 24, qui forme un « dispositif de rappel magnétique de clapet » tel que décrit dans la demande de brevet français N° 3 085 718.
[0108] L’aimant permanent de rappel 24 assure la re-fermeture du clapet à téton de guidage 50 après que ce dernier ait été ouvert par la montée en pression des gaz 19 survenue dans la cavité de stratification 4, ceci après qu’une charge pilote 31 ait été introduite dans ladite cavité 4 par un injecteur de stratification à commande électromécanique 74, puis mise à feu par une bougie d’allumage 33.
[0109] En figures 5 à 7, on a montré l’injecteur de stratification à commande électromécanique 74 qui comprend une aiguille d'injecteur 75 qui, lorsqu’elle se soulève de son siège sous l’action d’un actionneur électromagnétique d'injecteur 76, introduit une charge pilote 31 dans la cavité de stratification 4.
[0110] Lorsque l’actionneur électromagnétique d'injecteur 76 cesse d’être alimenté en courant électrique, l’aiguille d'injecteur 75 est rappelée sur son siège par un ressort de rappel d'aiguille 77, ce dernier étant isolé des gaz 19 constitutifs de la charge pilote 31 par un joint d'isolement de ressort 78.
[0111] Comme l’illustrent les figures 5 à 7, la position de l’aiguille d'injecteur 75 est retournée en permanence à un calculateur non-représenté par un capteur de position d'aiguille d'injecteur 82, ce dernier permettant audit calculateur de régler précisément la masse de la charge pilote 31 qui est introduite dans la cavité de stratification 4 par l’injecteur de stratification à commande électromécanique 74.
[0112] Pour cela, ledit calculateur exécute un logiciel qui détermine, en permanence et à partir de la levée de l’aiguille d'injecteur 75 lue par le capteur de position d'aiguille d'injecteur 82, la masse de la charge pilote 31 qui est introduite dans la cavité de stratification 4, ledit logiciel corrigeant le cas échéant ladite levée pour que la masse de charge pilote 31 effectivement introduite dans la cavité de stratification 4 corresponde à celle nécessaire au fonctionnement optimal du moteur à combustion interne 79.
[0113] On remarque en figures 5 à 7 que la cavité de stratification 4 est aménagée dans un insert d'allumage à préchambre active 42 similaire à celui décrit dans la demande de brevet français N° 1904961 du 13 mai 2019 appartenant au demandeur, ledit insert 42 étant maintenu fixement dans la culasse de moteur à combustion interne 2 par des moyens de serrage d’ insert 43.
[0114] Comme nous l’avons vu, le fonctionnement du clapet à téton de guidage 50 dans le contexte de l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention est comparable à celui décrit dans le brevet N° WO2022079367.
[0115] Toutefois, contrairement audit brevet N° WO2022079367 et à ce que montre le brevet initial FR 3 061 743 relatif à une préchambre d'allumage à clapet, et contrairement à ce que montrent les brevets de perfectionnement découlant dudit brevet initial, les lignes de contact qui jusqu’alors étaient toujours localisées au même endroit sur le clapet de stratification 61 et qui étaient variables en altitude à l’intérieur du conduit de stratification 7 deviennent fixes dans ledit conduit 7, c’est à dire fixes dans le nez de préchambre amagnétique 62 sous la forme duquel se termine ledit conduit 7, et variables en altitude sur le clapet à téton de guidage 50 et relativement à ce dernier.
[0116] Cette configuration nouvelle évite d’avoir à revêtir l’intérieur du nez de préchambre amagnétique 62 avec quelque revêtement que ce soit, car en effet, les revêtements qui restent durs et résistants à l’abrasion à hautes températures sont notoirement incompatibles avec l’alliage de cuivre dont est constitué le nez de préchambre amagnétique 62, du fait de la température élevée à laquelle sont appliqués lesdits revêtements.
[0117] Or, avantageusement, l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention permet que le premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et le second moyen de guidage de téton d’orientation 65 soient faits d’un matériau tel que le « Inconel » qui est à la fois dur à cœur de sorte qu’il forme un substrat plus favorable aux revêtements durs, et qui est résistant aux hautes températures de sorte qu’il peut recevoir une large palette de revêtement durs de type « DLC », « PVD » ou de tout type connu de l’homme de l’art.
[0118] Avantageusement, le clapet à téton de guidage 50 étant lui-même fait d’un matériau conservant une résistance mécanique élevée à haute température, ledit clapet 50 peut aussi être recouvert de tout type de revêtement anti-abrasion.
[0119] Il résulte de ce qui précède que l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention permet de choisir des revêtements compatibles entre eux, lesdits revêtements conférant une longue durée de vie tant au premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et au second moyen de guidage de téton d’orientation 65, qu’au clapet à téton de guidage 50.
[0120] Pour conférer à la butée de clapet côté chambre 14 que forme le fond de la chambre d’amortissement de clapet 18 une grande résistance au martellement, ladite butée 14 fait avantageusement partie de l’insert multifonctionnel 67 comme on l’a montré en figures 2 à 7, et bénéficie de la même résistance mécanique et de la même résistance à l’abrasion que toute autre partie dudit insert 67.
[0121] Ainsi, le premier moyen de guidage de corps de clapet 63, le second moyen de guidage de téton d’orientation 65 et la butée de clapet côté chambre 14 ne constituant plus qu’une seule et même pièce qui prend la forme de l’insert multifonctionnel 67, les caractéristiques mécaniques à cœur et de surface à haute température du matériau constitutif dudit insert 67 bénéficient à toutes les surfaces fonctionnelles qui coopèrent avec le clapet à téton de guidage 50.
[0122] Sachant que le clapet à téton de guidage 50 évolue dans l’insert multifonctionnel 67 en contact quasi permanent avec le premier moyen de guidage de corps de clapet 63 et le second moyen de guidage de téton d’orientation 65, et en contact périodique avec la butée de clapet côté chambre 14 sans bénéficier d’aucune lubrification, l’homme de l’art ne peut que comprendre l’avantage fondamental que représente l’insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention dans la mise en œuvre et le fonctionnement durable du clapet à téton de guidage 50.
[0123] En effet, le clapet à téton de guidage 50 évolue « à sec » dans l’insert multifonctionnel 67, et subit une agression abrasive d’autant plus importante que des corps étrangers tels que des particules minérales ou carbonées peuvent s’insérer à haute température entre ledit clapet 50 et le premier moyen de guidage de corps de clapet 63, le second moyen de guidage de téton d’orientation 65, et la butée de clapet côté chambre 14 avec lesquels il coopère.
[0124] On notera que l’exemple de réalisation de l’insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention qui vient d’être décrit est non limitatif.
[0125] En effet, l’insert de friction pour clapet orienté 60 suivant l’invention peut s’appliquer à d’autres domaines que les seuls moteurs à combustion interne.
[0126] Ledit insert 60 peut par exemple s’appliquer à des cloueurs à gaz, à des armes à feu, ou à tout appareil nécessitant la mise à feu d’une charge principale au moyen d’une charge pilote avec la meilleure efficacité possible.
[0127] Les possibilités de l’insert de friction pour clapet orienté 60 selon l’invention ne s’en limitent pas aux applications qui viennent d’être décrites et il doit d’ailleurs être entendu que la description qui précède n’a été donnée qu’à titre d’exemple et qu’elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d’exécution décrits par tout autre équivalent.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Insert de friction pour clapet orienté (60) pour une préchambre d’allumage à clapet (1) aménagée dans une culasse de moteur à combustion interne (2) qui coiffe une chambre de combustion (3), ladite préchambre (1) comprenant une cavité de stratification (4) dans laquelle débouchent des moyens d’allumage (5) et un injecteur de stratification (6), ladite cavité (4) étant reliée à la chambre de combustion (3) par un conduit de stratification (7) qui débouche dans ladite chambre (3) sous la forme d’un nez de préchambre amagnétique (62) dans lequel est hébergé un clapet de stratification (61) qui peut obturer ledit conduit (7) et qui est orienté par un téton d’orientation (15) qui peut coulisser dans un orifice axial de guidage (17) aménagé dans ledit nez (62), ledit clapet (61) et ledit téton (15) formant ensemble un clapet à téton de guidage (50) tandis que le nez de préchambre amagnétique (62) forme avec ledit clapet (50) et quand celui-ci n’obture pas le conduit de stratification (7), une préchambre d’allumage par torche (9) qui met la cavité de stratification (6) en relation avec la chambre de combustion (3) par l’intermédiaire d’au moins un orifice d’éjection des gaz (16) caractérisé en ce qu’il comprend :
• Au moins une portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet (64) aménagée en périphérie du clapet à téton de guidage (50) ;
• Au moins un premier moyen de guidage de corps de clapet (63) qui est résistant à l’usure abrasive et qui est monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique (62), ledit premier moyen (63) ayant, au moins localement, un diamètre intérieur qui, d’une part, est plus petit que celui dudit nez (62), et qui, d’autre part, est sensiblement plus grand que le diamètre extérieur de la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet (64), l’épaisseur axiale dudit premier moyen
(63) et la position axiale dans le nez de préchambre amagnétique (62) dudit premier moyen (63) étant prévues pour que la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet
(64) puisse coulisser à faible jeu dans ledit premier moyen (63), et ceci afin de guider radialement le clapet à téton de guidage (50) sur tout ou partie de sa course dans le nez de préchambre amagnétique (62) ; Au moins une portée cylindrique externe de guidage de téton (66) aménagée en périphérie externe du téton d’orientation (15) ;
• Au moins un second moyen de guidage de téton d’orientation
(65) qui est résistant à l’usure abrasive et qui est monté fixement dans l’orifice axial de guidage (17), ledit second moyen (65) ayant, au moins localement, un diamètre intérieur qui, d’une part, est plus petit que celui dudit orifice (17), et qui, d’autre part, est sensiblement plus grand que le diamètre extérieur de la portée cylindrique externe de guidage de téton
(66), l’épaisseur axiale et la position axiale dudit second moyen (65) étant prévues pour que la portée cylindrique externe de guidage de téton (66) puisse coulisser à faible jeu dans ledit second moyen (65), et puisse maintenir l’axe longitudinal du clapet à téton de guidage (50) à peu près parallèle à celui du nez de préchambre amagnétique (62) sur tout ou partie de la course dudit clapet (50).
[Revendication 2] Insert de friction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de guidage de corps de clapet (63) et le second moyen de guidage de téton d’orientation (65) sont faits d’un matériau amagnétique à haute résistance thermique et mécanique.
[Revendication 3] Insert de friction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de guidage de corps de clapet (63) et le second moyen de guidage de téton d’orientation (65) font partie d’un même insert multifonctionnel (67) assemblé ou non, ledit insert (67) étant monté fixement dans le nez de préchambre amagnétique (62) d’une part, et hébergeant tout ou partie du clapet à téton de guidage (50) d’autre part, ledit insert multifonctionnel (67) se substituant au nez de préchambre amagnétique (62) pour héberger l’orifice axial de guidage (17).
[Revendication 4] Insert de friction suivant la revendication 3, caractérisé en ce que F insert multifonctionnel (67) forme, avec une face axiale d’ouverture (13) orientée vers la chambre de combustion (3) que présente le clapet à téton de guidage (50) d’une part, et avec le téton d’orientation (15) d’autre part, une chambre d’amortissement de clapet (18). [Revendication 5] Insert de friction suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l’orifice axial de guidage (17) présente un lamage d’amortissement (47) au niveau de son extrémité qui débouche dans la chambre d’amortissement de clapet (18), ledit lamage (47) coopérant avec un épaulement d’amortissement (46) que comporte le téton d’orientation (15).
[Revendication 6] Insert de friction suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le lamage d’amortissement (47) est directement ou indirectement relié à la chambre de combustion (3) par au moins un conduit de dépressurisation (48).
[Revendication 7] Insert de friction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet à téton de guidage (50) comprend une collerette d’étanchéité secondaire (73) qui prolonge la portée cylindrique externe de guidage de corps de clapet (64) en direction du conduit de stratification (7).
EP24703063.8A 2023-01-16 2024-01-05 Insert de friction pour clapet orienté Pending EP4652365A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2300390A FR3145016A1 (fr) 2023-01-16 2023-01-16 INSERT DE FRICTION POUR CLAPET orienté
PCT/FR2024/050010 WO2024153872A1 (fr) 2023-01-16 2024-01-05 Insert de friction pour clapet orienté

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4652365A1 true EP4652365A1 (fr) 2025-11-26

Family

ID=85937183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24703063.8A Pending EP4652365A1 (fr) 2023-01-16 2024-01-05 Insert de friction pour clapet orienté

Country Status (8)

Country Link
US (1) US12320292B2 (fr)
EP (1) EP4652365A1 (fr)
JP (1) JP2026507064A (fr)
KR (1) KR20250133412A (fr)
CN (1) CN120569560A (fr)
AU (1) AU2024209301A1 (fr)
FR (1) FR3145016A1 (fr)
WO (1) WO2024153872A1 (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3145016A1 (fr) * 2023-01-16 2024-07-19 Vianney Rabhi INSERT DE FRICTION POUR CLAPET orienté
WO2025242483A1 (fr) * 2024-05-21 2025-11-27 Vianney Rabhi Préchambre d'allumage à clapet orienté
FR3162476A1 (fr) * 2024-05-21 2025-11-28 Vianney Rabhi Préchambre d’allumage à clapet orienté
US12359609B1 (en) * 2024-05-31 2025-07-15 Caterpillar Inc. Extended-life prechamber sparkplug for engine system and engine system operating method

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB135735A (en) * 1919-03-07 1919-12-04 Joseph Suckling Improvements in Sparking Plugs for Internal Combustion Engines.
US3604292A (en) 1968-02-08 1971-09-14 Riken Seiki Kk Bolt and nut fastening device
US3710764A (en) * 1971-02-26 1973-01-16 Sevald W Ignition apparatus
CA2473920A1 (fr) * 2002-02-21 2003-08-28 Mold-Masters Limited Guide pour goupille de soupape destine a une buse a soupape d'obturation
EP3239487B1 (fr) * 2016-04-28 2021-09-01 Mahle Powertrain LLC Moteur à combustion interne avec préchambre à allumage par jet optimisée
FR3061743B1 (fr) 2017-01-12 2019-08-16 Vianney Rabhi Prechambre d'allumage a clapet
US10550757B2 (en) * 2017-01-12 2020-02-04 Vianney Rabhi Valve ignition prechamber
US10890133B2 (en) * 2018-09-10 2021-01-12 Vianney Rabhi Magnetic valve recoil device
FR3085718B1 (fr) 2018-09-10 2021-06-25 Vianney Rabhi Dispositif de rappel magnetique de clapet
FR3096079B1 (fr) * 2019-05-13 2022-11-18 Vianney Rabhi Insert d’allumage a prechambre active
US11187141B2 (en) * 2019-05-13 2021-11-30 Vianney Rabhi Ignition insert with an active pre-chamber
US11326509B2 (en) * 2020-02-14 2022-05-10 Vianney Rabhi Valve ignition prechamber with a reversed directon of combustion
FR3107305B1 (fr) * 2020-02-14 2022-02-11 Vianney Rabhi Prechambre d’allumage a clapet a sens de combustion inverse
FR3115323B1 (fr) * 2020-10-16 2023-05-12 Vianney Rabhi clapet à téton de guidage
US11867114B2 (en) * 2020-10-16 2024-01-09 Vianney Rabhi Guide stud valve
FR3145016A1 (fr) * 2023-01-16 2024-07-19 Vianney Rabhi INSERT DE FRICTION POUR CLAPET orienté

Also Published As

Publication number Publication date
CN120569560A (zh) 2025-08-29
FR3145016A1 (fr) 2024-07-19
KR20250133412A (ko) 2025-09-05
US12320292B2 (en) 2025-06-03
WO2024153872A1 (fr) 2024-07-25
US20240240584A1 (en) 2024-07-18
JP2026507064A (ja) 2026-02-27
AU2024209301A1 (en) 2025-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4652365A1 (fr) Insert de friction pour clapet orienté
EP3560049B1 (fr) Bougie d'allumage a electrode-navette
EP3850201B1 (fr) Dispositif de rappel magnetique de clapet
EP3969735B1 (fr) Moteur avec un insert d'allumage a prechambre active
EP0112216B1 (fr) Perfectionnements apportés aux projectiles destinés à être tirés par une arme à feu
EP4229284B1 (fr) Préchambre d'allumage à clapet à téton de guidage
EP1556593B1 (fr) Dispositif d'allumage a prechambre revetue d'un revetement refractaire pour un moteur a combustion interne, et allumeur a prechambre.
EP3189939B1 (fr) Perfectionnements pour un outil de fixation à gaz
FR2482665A1 (fr) Moteur-fusee a carburant solide et a poussee variable
WO2008139065A2 (fr) Procede d'initiation de la combustion dans un moteur a combustion interne, et moteur faisant application
FR2862347A1 (fr) Culasse de moteur a combustion interne et bougie d'allumage
FR3162476A1 (fr) Préchambre d’allumage à clapet orienté
WO2025242483A1 (fr) Préchambre d'allumage à clapet orienté
EP0204623B1 (fr) Allumeur destiné aux chargements générateurs de gaz des obus
EP2966355B1 (fr) Ensemble de préchauffage, culasse, moteur à pistons et aéronef
FR3055820A1 (fr) Procede d'assemblage de coques en metal dont une est realisee par depot laser
EP3971405B1 (fr) Propulseur avec liaison sollicitée thermiquement
FR2863352A1 (fr) Dispositif de propulsion d'une grenade anti-emeutes
FR2917159A1 (fr) Chaine pyrotechnique d'allumage d'une charge principale de propulsion d'un missile.
FR3092877A1 (fr) "Moteur comportant un vilebrequin équipé d'une came de commande et de moyens de guidage en rotation"
EP1416127A1 (fr) Système et ensemble de soupape de moteur à combustion interne comportant un écran solidaire du guide
FR2948413A3 (fr) Gestion de la combustion dans un moteur a injection directe pour vehicule automobile.
EP2072777A1 (fr) Procédé pour réaliser un mélange carburé pour un moteur à combustion interne à autoinflammation avec stratification de température du mélange carburé
FR2846705A1 (fr) Systeme de soupape de moteur a combustion interne comportant un ecran solidaire du guide

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

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

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250722

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)