FR2587758A1

FR2587758A1 - Cylinder head for a diesel engine with precombustion chamber

Info

Publication number: FR2587758A1
Application number: FR8514009A
Authority: FR
Inventors: Jean-Pierre Soubis
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-03-27
Also published as: FR2587758B1

Abstract

The invention relates to diesel engine cylinder heads comprising, in line with each combustion chamber 2, a partially cylindrical cavity 5 in which a body 6, containing a combustion prechamber 7, is inserted and having a lateral opening 10 through which the endpiece 12 of a glowplug 13, screwed into the cylinder head 1, passes freely, a sealing sleeve 21 surrounding the endpiece 12 of the plug and bearing on the outer face of the body 6 around the opening 10. According to the invention, the sleeve 21 is axially clamped in a sealed fashion on one side against an external face 19 of the body 6 parallel to the axis of the cavity 5, and on the other side against an elastic annular piece 23, in sealed axial bearing, on a shoulder 23 of a plug 13.

Description

L'invention est relative aux culasses de moteur Diesel pourvues. au droit de chaque chambre de combustion. d'une chambre séparée de précombustion, ou préchambre. dans laquelle émergent un injecteur de carburant et une bougie de préchauffage. The invention relates to diesel engine cylinder heads provided. to the right of each combustion chamber. a separate pre-combustion room, or prechamber. in which emerge a fuel injector and a glow plug.

Cette préchambre, approximativement sphérique de manière que le mélange carburant et comburant s'effectue rapidement par tourbillonnement, est formée dans un corps emmanché dans une cavité en grande partie cylindrique de la culasse. Ce corps présente trois ouvertures : l'une reliant la préchambre à la chambre de combustion associée située entre la culasse et une face active d'un piston, les deux autres assurant respectivement le passage du carburant provenant de l'injecteur. et le passage de l'embout de la bougie de préchauffage. This antechamber, approximately spherical so that the mixture fuel and oxidant is made quickly by swirling, is formed in a body fitted into a substantially cylindrical cavity of the cylinder head. This body has three openings: one connecting the prechamber to the associated combustion chamber located between the cylinder head and an active face of a piston, the other two respectively ensuring the passage of fuel from the injector. and the passage of the tip of the glow plug.

Une haute température régnant dans la préchambre, il est souhaitable de limiter la transmission de chaleur vers la culasse et. à cet effet, un espace aussi étendu que possible est avantageusement prévu entre le pourtour du corps de la préchambre et la paroi de la cavité, cet espace étant soit empli d'un matériau peu conducteur de la chaleur, soit plus simplement laissé vide c'est-à-dire empli d'air formant une couche isolante. Mais pour que cette couche s'é- chauffe le moins possible, l'espace en question ne doit pas communiquer avec la préchambre, notamment par 1 ouverture de passage de la bougie. A high temperature prevailing in the prechamber, it is desirable to limit the heat transfer to the cylinder head and. for this purpose, a space as wide as possible is advantageously provided between the perimeter of the body of the prechamber and the wall of the cavity, this space being either filled with a material that is not conducive to heat, or simply left empty. that is, filled with air forming an insulating layer. But in order for this layer to heat up as little as possible, the space in question must not communicate with the prechamber, in particular by opening the passage of the candle.

Pour cela, sur la face extérieure du corps, autour de cette ouverture, prend appui de façon étanche soit un épaulement tronconique de la bougie, soit un manchon entourant l'embout de la bougie, Mais la bougie et éventuellement le manchon étant fixés à la culasse, et les fortes variations de température dans la préchambre provoquant par dilatation de légers déplacements relatifs entre l'ouverture en question et la cavité, il s'ensuit généralement d'importantes contraintes mécaniques sur la bougie ou sur le manchon, entrainant soit leur deformation nuisant à 1'é- tanchéité requise, soit même leur rupture. For this, on the outer face of the body, around this opening, bears tightly either a frustoconical shoulder of the candle or a sleeve surrounding the tip of the candle, but the candle and possibly the sleeve being fixed to the breech, and the strong temperature variations in the prechamber causing by dilatation of slight relative movements between the opening in question and the cavity, it usually follows significant mechanical stress on the candle or on the sleeve, resulting in either deformation detrimental to the required sealing, even their breaking.

L'invention a pour but de réaliser dans une culasse de moteur Diesel une préchambre du type susmentionné, associée à une bougie de préchauffage, de manière telle que la forte chaleur développée dans la préchambre se propage le moins possible à travers la culasse et ne provoque pas la rupture de la bougie. The object of the invention is to provide a prechamber of the abovementioned type, associated with a glow plug, in a diesel engine cylinder head, in such a way that the strong heat developed in the pre-chamber propagates as little as possible through the cylinder head and does not cause not the break of the candle.

L'invention concerne une culasse pourvue, au droit de chaque chambre de combustion, d'une cavité partiellement cylindrique dans laquelle est emmanché un corps contenant une préchambre de combustion et présentant une ouverture latérale où passe librement l'embout d'une bougie de préchauffage vissée dans la culasse en direction à peu près perpendiculaire à l'axe de la cavité, au moins un espace annulaire étant ménagé entre le pourtour du corps et la paroi de la cavité, et un manchon d'étanchéité entourant l'embout de la bougie et prenant appui sur la face extérieure du corps autour de l'ouverture. The invention relates to a cylinder head provided, in the right of each combustion chamber, a partially cylindrical cavity in which is fitted a body containing a combustion chamber and having a lateral opening which freely passes the tip of a glow plug screwed into the cylinder head in a direction approximately perpendicular to the axis of the cavity, at least one annular space being formed between the periphery of the body and the wall of the cavity, and a sealing sleeve surrounding the tip of the candle and resting on the outside of the body around the opening.

Suivant l'invention, le manchon d'étanchéité entourant l'embout de la bougie est axialement enserre de façon étanche d'un côté contre une face externe du corps parallèle à l'axe de la cavité, et de l'autre coté contre une pièce annulaire élastique en appui axial étanche sur un épaulement de la bougie. According to the invention, the sealing sleeve surrounding the tip of the spark plug is axially tightly sealed on one side against an outer face of the body parallel to the axis of the cavity, and on the other side against a resilient annular piece in axial tight support on a shoulder of the candle.

Selon quelques dispositions particulières de l'invention, - la bougie étant inclinée d'un faible angle par rapport à un plan radial de la cavité, les faces opposées du manchon sont inclinées entre elles suivant cet angle - la pièce annulaire élastique est constituée par une ou plusieurs rondelles "Belville" - la face externe du corps forme une portion tronquée plane d une partie extérieure cylindrique dudit corps et une gorge s'étend sur le pourtour de cette partie cylindrique de part et d'autre de la portion tronquée. According to some particular provisions of the invention, the candle being inclined at a small angle with respect to a radial plane of the cavity, the opposite faces of the sleeve are inclined to each other along this angle; the elastic annular piece is constituted by a or several washers "Belville" - the outer face of the body forms a flat truncated portion of a cylindrical outer portion of said body and a groove extends around the periphery of this cylindrical portion on either side of the truncated portion.

Un exemple de réalisation d'une culasse selon l'invention est décrit ci-après, avec référence aux dessins annexés, parmi lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe axiale au droit d'une préchambre de combustion, - et la Fig. 2 est une vue d'une pièce de la culasse, en coupe suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1. An embodiment of a cylinder head according to the invention is described below, with reference to the accompanying drawings, among which - FIG. 1 is an axial sectional view to the right of a prechamber of combustion, and FIG. 2 is a view of a piece of the breech, in section along line II-II of FIG. 1.

On voit sur la Fig. 1 une portion d'une culasse 1 d'un moteur Diesel, située au droit d'une chambre de combustion 2 délimitée par la paroi 3 d'un cylindre, par la face active d'un piston non representé coulissant dans ce cylindre, et par la face 4 de la culasse. We see in FIG. 1 a portion of a cylinder head 1 of a diesel engine, situated in line with a combustion chamber 2 delimited by the wall 3 of a cylinder, by the active face of a non-represented piston sliding in this cylinder, and by the face 4 of the breech.

Dans une cavité principalement cylindrique 5 de la culasse 1 est emmanché un corps G comportant une chambre approximativement sphérique 7 et présentant trois ouvertures : 1 une 8 relie les deux chambres 7 et 2, et les autres 9 et 10 servent de passage respectivement à l'extrémité d'un injecteur de carburant 11, et à l'embout 12 d'une bougie de réchauffage 13 vissée dans la culasse 1 à peu près perpendiculairement à l'axe de la cavité 5. L'ouverture 10 est notablement plus large que l'embout 12. In a predominantly cylindrical cavity 5 of the cylinder head 1 is fitted a body G having an approximately spherical chamber 7 and having three openings: 1 a 8 connects the two chambers 7 and 2, and the other 9 and 10 serve respectively to pass to the end of a fuel injector 11, and the tip 12 of a reheat plug 13 screwed into the cylinder head 1 approximately perpendicular to the axis of the cavity 5. The opening 10 is significantly wider than the tip 12.

Le corps 6 comporte à son extrémité située vers la chambre 2 une collerette 14 engagée juste dans une gorge circulaire 15 bordant la cavité 5, de sorte que ledit corps 6 est immobilisé axialement à cette extrémité. Toutefois, de légers déplacements axiaux relatifs entre le corps 6 et la cavité 5 peuvent se produire, du fait de dilatations thermiques dues aux températures élevées dans la chambre 7, par coulisse- ment de portées cylindriques 16, 17, du corps contre la paroi de la cavité. The body 6 has at its end located towards the chamber 2 a flange 14 engaged just in a circular groove 15 bordering the cavity 5, so that said body 6 is immobilized axially at this end. However, slight relative axial displacements between the body 6 and the cavity 5 may occur due to thermal expansions due to the high temperatures in the chamber 7 by sliding cylindrical bearing surfaces 16, 17, the body against the wall the cavity.

Entre le pourtour du corps 6 et la paroi de la cavité 5, un espace annulaire 18 est ménagé entre la collerette 14 et la portée 16. Celle-ci est tron quée, au droit de l'ouverture 10, par une face plane 19 parallèle à l'axe de la cavité 5, et une gorge 20 s'étend sur la périphérie de la portée 16 de part et d'autre de la face 19. Between the periphery of the body 6 and the wall of the cavity 5, an annular space 18 is formed between the collar 14 and the bearing surface 16. The latter is truncated, at the right of the opening 10, by a parallel flat face 19 to the axis of the cavity 5, and a groove 20 extends on the periphery of the bearing surface 16 on either side of the face 19.

Un manchon 21 réalisé en matériau réfractaire entoure l'embout 12 de la bougie 13 et est mis en appui étanche sur la face 19 du corps 6 par une rondelle "Belleville" 22 engagée sur l'embout et serrée axialement, par vissage de la bougie 13, entre un épaulement 23 de ladits bougie et la face du manchon 21 opposée à celle en appui sur la face 19. L'axe de la bougie formant un angle A relativement faible avec un plan radial P-P de la cavité 5, les deux faces planes opposées du manchon 21 sont inclinées entre elles suivant cet angle A. A sleeve 21 made of refractory material surrounds the tip 12 of the spark plug 13 and is placed in sealing abutment on the face 19 of the body 6 by a washer "Belleville" 22 engaged on the endpiece and clamped axially, by screwing the candle 13, between a shoulder 23 of said spark plugs and the face of the sleeve 21 opposite that bearing on the face 19. The axis of the candle forming a relatively small angle A with a radial plane PP of the cavity 5, the two faces opposite planes of the sleeve 21 are inclined to each other along this angle A.

La rondelle "Belleville" 22 peut être juxtaposée à au moins une autre rondelle identique, disposée en sens inverse, ou remplacée par toute autre piéce annulaire élastique assurant un contact étanche avec l'épaulement 23 et avec le manchon 21. The "Belleville" washer 22 may be juxtaposed with at least one other identical washer, disposed in the opposite direction, or replaced by any other elastic annular piece providing a sealed contact with the shoulder 23 and with the sleeve 21.

Cette disposition empêche toute communication entre la chambre 7 contenant un mélange gazeux à haute température et l'espace annulaire 18 qui contribue à isoler thermiquement le corps 6 du reste de la culasse. Les éventuels déplacements relatifs entre le corps 6 et la cavité 5 dus aux fortes variations de température dans la préchambre s'effectuent sans contrainte mécanique notable sur la bougie 13 parallèlement à l'axe de la cavité, grâce au coulissement du manchon 21 sur la face 19 du corps, et perpendiculairement à cet axe, grâce â la déformation élastique de la rondelle "8elleville" 22 ou de la piè- ce annulaire d'étanchéité analogue This arrangement prevents any communication between the chamber 7 containing a gas mixture at high temperature and the annular space 18 which contributes to thermally isolating the body 6 from the rest of the cylinder head. The possible relative displacements between the body 6 and the cavity 5 due to the large temperature variations in the prechamber take place without significant mechanical stress on the spark plug 13 parallel to the axis of the cavity, thanks to the sliding of the sleeve 21 on the face 19 of the body, and perpendicularly to this axis, thanks to the elastic deformation of the washer "8elleville" 22 or of the annular piece of similar sealing

Claims

1.- Cylinder head for diesel engines comprising, in the right of each combustion chamber (2), a partially cylindrical cavity (5) in which is fitted a body (6) containing a prechamber of combustion (7) and having a lateral opening ( 10) in which the tip (12) of a glow plug (13) screwed into the cylinder head (1, in a direction approximately perpendicular to the axis of the cavity (5) passes at least one annular space ( 18> being formed between the periphery of the body (6) and the wall of said cavity, and a sealing sleeve (21) surrounding the tip (12) of the candle and bearing on the outer face of the body (6) around the opening (10), characterized in that the sleeve (21) is axially tightly sealed on one side against an outer face (19) of the body (6) parallel to the axis of the cavity (5). ), and on the other side against an elastic annular piece (22) in axial tight support on a shoulder (23) of the candle ( 13).

2. Cylinder head according to claim 1, charac terized in that the candle (13) is inclined at a slight angle (A1 with respect to a radial plane (PP) of the cavity (5), the opposite faces of the sleeve ( 21) are inclined to each other along this angle (A).

3. Cylinder head according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the resilient annular piece is constituted by one or more washers "Belleville" (22).

5. Cylinder head according to any one of the preceding claims, characterized in that the outer face of the body (6) forms a truncated portion (19? Planar of a cylindrical outer portion of said body.

5. Cylinder head according to claim 4, charac terized in that a groove 120) extends around the periphery of the cylindrical outer portion of the body (6) on either side of the truncated portion (19).