FR2479326A1 - Dispositif de precombustion rapporte dans un moteur diesel - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIF DE PRECOMBUSTION POUR MOTEUR DU TYPE DIESEL. CE DISPOSITIF EST CONSTITUE D'UN ELEMENT RAPPORTE 10 COMPRENANT UN CORPS 12 ET UN CHAPEAU 14, QUE SEPARE DU MOTEUR AU MOINS UNE AILETTE 18 DESTINEE A REDUIRE LA TRANSMISSION DE CHALEUR ENTRE CET ELEMENT ET LE MOTEUR. APPLICATION A L'AMELIORATION DU RENDEMENT DES MOTEURS DIESEL A ANTICHAMBRE DE COMBUSTION.

Description

La présente invention concerne en général les moteurs du type Diesel qui comportent des antichambres de combustion et, en particulier, un perfectionnement de ces dernières pour améliorer le rendement.
L'antichambre de combustion des moteurs du type considéré est formée dans la culasse et communique au moyen d'une étroite lumière ou d'un conduit avec une chambre principale de combustion comprise entre le bord inférieur de cette culasse et le fond du piston qui va et vient dans le cylindre.
Le carburant est injecté dans l'antichambre de combustion et n'y brûle que partiellement avant de passer dans la chambre principale de combustion.
En se déplaçant vers la culasse, le piston que contient le cylindre chasse de l'air dans l'antichambre de combustion.
A la fin de la course de compression, le carburant est injecté et enflammé dans cette dernière d'où il passe dans une chambre secondaire de combustion formée dans le fond du piston. La combustion du mélange air-carburant exerce sur ce piston la poussée qui lui fait effectuer sa course de travail.
L'antichambre de combustion selon l'invention ainsi que les conduits correspondants ont une conformation géométrique sensiblement différente de celle des antichambres et conduits de la technique antérieure. L'antichambre de combustion 50, que décrit le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 122 804, est presque sphérique alors que celle qui fait l'objet de la présente invention est en grande partie cylindrique. De plus, le conduit 72 que décrit le meme brevet précité forme intérieurement des angles aigus et se raccorde à l'antichambre de combustion par des orifices à bords effilés ou tranchants. Par suite de cette conformation assez simpliste, le rendement de l'antichambre de combustion est mauvais et la combustion est incomplète.
La présente invention concerne donc un dispositif de précombustion pour moteur Diesel, dispositif qui est constitué d'un élément rapporté présentant une ou plusieurs ailettes périphériques destinées à l'isoler thermiquement du moteur Diesel. La ou les ailettes- d'écartement ou d'espacement en question peuvent faire partie du logement du dispositif de précombustion, mais il est préférable qu'elles fassent partie de son élément rapporté et longent extérieurement sa paroi latérale en étant éventuellement discontinues. Cette ou ces ailettes d'espacement isolent thermiquement du moteur l'élément rapporté en question dont la plus grande partie de la surface périphérique est ainsi séparée du reste du moteur par un intervalle contenant de l'air.Cela empêche la chaleur de passer du dispositif de précombustion vers la chemise périphérique d'air ou d'eau de refroidissement et permet de retenir jusqu'à 90 Ó de cette chaleur dans ledit dispositif dont le rapport (L/D) entre la longueur et le diamètre est grand.
La présente invention concerne donc essentiellement un élément rapporté d'un dispositif de précomubstion isolé thermiquement du moteur Diesel qui comporte le long de sa surface périphérique au moins une ailette d'espacement qui l'écarte du moteur de façon à les séparer l'un de l'autre par un intervalle contenant de l'air.
L'invention concerne également un moteur du type
Diesel ayant un très bon rendement, brûlant plus complètement son carburant, produisant des gaz d'échappement dont le contenu en matière particulaire est bien moindre, et engendrant beaucoup moins d'oxydes d'azote, son carburant étant injecté axialement dans son antichambre de combustion.
L'invention sera décrit plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel :
la figure 1 est une vue schématique éclatée et en perspective d'un élément rapporté de précombustion à ailettes selon l'invention
la figure 2 représente schématiquement un élément rapporté de précombustion logé dans un moteur Diesel
la figure 3a représente schématiquement en coupe une ailette d'espacement à profil triangulaire
la figure 3b, analogue à la précédentes concerne une ailette d'espacement à profil trapézoidal
la figure 3c, analogue à la précédente, représente une ailette d'espacement à flans convexes
la figure 3d, analogue aux précédentes, représente schématiquement une ailette d'espacement à profil en for-me d'arête effilée ; et
la figure 4 est un diagramme qui montre comment varient, en fonction de la largeur de l'intervalle qui le sépare du moteur, d'une part la perte de chaleur du dispositif de précombustion selon l'invention et d'autre part la perte de puissance du moteur en pourcent.
Les mêmes éléments ou parties sont désignés sur toutes les figures par les mêmes références numériques, tandis que les éléments analogues sont précisés par l'addition du signe (').
La figure 1 est une vue schématique éclatée et en perspective d'un élément rapporté 10 de précombustion. I1 comporte généralement un corps 12 et un chapeau 14 en forme de dôme. Sa surface périphérique 16 forme longitudinalement des ailettes d'espacement 18 qui sont destinées à l'isoler thermiquement du moteur Diesel désigné par la référence 20 sur la figure 2. Ces ailettes 18 peuvent être remplacées par une seule ailette périphérique et hélicodale 18', comme le montre la figure 2. I1 faut en outre souligner que les ailettes 18 peuvent être formées le long de la paroi interne du logement 22 de l'élément 10 au lieu d'être solidaires de ce dernier.
Les figures 3a à 3d montrent divers profils des ailettes d'espacement de l'élément rapporté 10. Leur profil peut être quelconque, mais il est important que le sommet 24 de ces ailettes 18 n'entre en contact avec la paroi interne du logement dudit élément que par une surface aussi petite que possible, afin de réduire auminimum la transmission de la chaleur entre l'antichambre de combustion et le moteur
Diesel.
L'antichambre de combustion 26 peut avoir une-conformation classique quelconque, mais elle est de préférence cylindrique. De plus, son rendement est meilleur si son extrémité supérieure est concave et en forme de dôme, comme représenté, le chapeau 14 qui forme ce dôme pouvant être percé de deux trous voisins 28 et 30 par lesquels passent respec tivement un injecteur de carburant et une bougie incandescente.
I1 est avantageux que l'axe du trou 28 coincide avec celui de l'antichambre 26 et que le rapport L/D entre la longueur et le diamètre de cette antichambre soit compris entre 2 et 5 environ et soit de préférence de 3,5 environ.
Le diagramme de la figure 4 montre comment varient, en fonction de la largeur (ô) de l'intervalle rempli d'air qui sépare de la parDi de son logement la surface périphérique du dispositif de précombustion (largeur correspondant à la hauteur de l'ailette 18), d'une part par la perte de chaleur, c'est-à-dire le refroidissement dudit dispositif, d'autre part en pourcentage, la perte de puissance pour des épaisseurs de la paroi du dispositif qui varient entre 6,35 et 12,7 mm.
Ce diagramme met en évidence que, pour une antichambre de combustion dont le rapport L/D est de 2 et pour une valeur de bde 0,508 mm, la chaleur qui est transmise par la paroi fait baisser la puissance de 2 O environ alors que, pour une antichambre de combustion dont le rapport L/D est le même et en l'absence d'ailettes d'espacement, la chute de la puissance est de 10 Y0 environ. En conséquence, en l'absence d'ailettes périphériques d'espacement et avec une antichambre de combustion dont le rapport optimal L/D est de 3,5 environ, la chute de puissance résultant de la transmission de chaleur par la paroi de l'élément de précombustion serait de 20 environ, alors que si l'on munit ce dernier d'ailettes périphériques d'une hauteur de 0,508 mm, cette baisse de puissance ne serait que de 4 O environ.
Dans le cas d'éléments rapportés de précombustion selon l'invention à paroi mince, on peut exprimer approximativement ainsi la perte de chaleur q en fonction de la température moyenne T g des gaz par rapport à la température 1v de la paroi
Figure img00040001

relation dans laquelle h = co-fficient de transmission de la chaleur par condensa
g
tion en film sur le dispositif de précombustion A g = surface spécifique de la paroi interne de l'antichambre
de combustion t = épaisseur de la paroi du dispositif de précombustion K = conductibilité thermique de la paroi dudit dispositif
A = surface moyenne de la paroi 6 = largeur de l'intervalle rempli d'air I < a = conductibilité de cet intervalle A a = surface de la paroi externe du dispositif A c = surface de contact des ailettes
On peut encore améliorer le rendement du dispositif selon l'invention en donnant partiellement à l'antichambre de combustion qu'il forme le profil d'une tuyère convergentedivergente 32 de Laval. La demande de brevet déposée ce même jour au nom de la Demanderesse et intitulée "Appareil de précombustion de moteur Diesel", explique plus complètement la conformation et la fonction assurée par cette tuynre.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de précombustion pour moteur Diesel caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément rapporté (10) que sépare du moteur (20) au moins une ailette (18 ou 18') destinée à réduire la transmission de chaleur entre ledit élément et le moteur.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ailette (18) longe extérieurement la paroi latérale dudit élément (10).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de chaque ailette (18 ou 18') est de 0,51 mm environ.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ailette (18') entoure hélicoldalement la paroi latérale dudit élément (10).
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes (18) sont discontinues.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes (18) longent aléatoirement et extérieurement la paroi de l'élément rapporté (10)..
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