FR2824113A1 - DIRECT FUEL INJECTION ARRANGEMENT FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
Description
cond piston hydraulique (54).cond hydraulic piston (54).
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Agencement d' injection directe de carburant pour moteur à combustion interne La présente invention est relative un agencement d' injection directe de carburant pour moteurs à combustion interne. Plus particulièrement, l'invention concerne l'agencement d' injection directe de carburant pour moteurs à combuscion interne, du type 2 temps, à au moins un cylindre, un piston monté coulissant axialement dans le cylindre, une culasse, et comportant un dispositif d' injection directe de carturant selon au moins un jet ayant un axe de symétrie, le piston ayant une tête dont une première face d'extrémité délimite une chambre de combustion avec la culasse et le cylindre correspondant du moteur, et dont une seconde face d'extrémité délimite une cavité avec le carter du moteur, la chambre de combustion et la cavité étant reliées entre elles par au moins une lumière et un canal de transfert permettant le passage entre la cavité et la chambre de combustion d'un mélange de gaz issu d'au moins une lumière d'admission réalisée dans le cylindre, ce passage s'effectuant selon un écoulement rotatif autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal du cylindre, ce mélange de gaz après combustion étant extrait par l'intermédiaire d'au moins une lumière d'échappement The present invention relates to a direct fuel injection arrangement for internal combustion engines. More particularly, the invention relates to the arrangement of direct fuel injection for internal combustion engines, of the 2-stroke type, with at least one cylinder, a piston mounted sliding axially in the cylinder, a cylinder head, and comprising a device for direct injection of fuel according to at least one jet having an axis of symmetry, the piston having a head of which a first end face defines a combustion chamber with the cylinder head and the corresponding cylinder of the engine, and of which a second face of end delimits a cavity with the engine casing, the combustion chamber and the cavity being interconnected by at least one lumen and a transfer channel allowing the passage between the cavity and the combustion chamber of a mixture of gases from '' at least one intake port made in the cylinder, this passage taking place in a rotary flow around an axis substantially perpendicular to a longitudinal axis of the cylinder re, this mixture of gases after combustion being extracted via at least one exhaust port
réalisée dans le cylindre.made in the cylinder.
On rappellera rapidement le cycle de fonctionnement d'un moteur deux temps traditionnel alimenté par carburateur. Celui-ci utilise un seul tour de vilebrequin, We will quickly recall the operating cycle of a traditional two-stroke engine powered by carburetor. This one uses a single crankshaft turn,
ainsi que la partie supérieure et inférieure du piston. as well as the upper and lower part of the piston.
Dans le premier temps: il s'agit de la phase d'admission/compression. Le piston effectue un mouvement de translation de sa position de point mort bas à sa position de point mort haut, la chambre de combustion se remplit d'un First: this is the intake / compression phase. The piston performs a translational movement from its bottom dead center position to its top dead center position, the combustion chamber fills with a
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mélange gazeux comprimé. En même temps, dans le carter moteur, sous la partie inférieure du piston est admis, par l'intermédiaire de la lumière d'admission, des gaz frais compressed gas mixture. At the same time, in the crankcase, under the lower part of the piston is admitted, via the intake light, fresh gases
chargés en combustible.loaded with fuel.
Dans le second temps: il s'agit de la phase de combustion/échappement. Sous l'effet d'une étincelle issue d'une bougie débouchant dans la chambre de combustion ou par auto allumage, le mélange gazeux comprimé est enflammé, le piston est violemment chassé vers le bas et il dogage la lumière d'échappement permettant l'évacuation des gaz de combustion, les gaz frais, par l'intermédiaire des lumières de transfert, sont chassés du bas moteur vers la chambre de Secondly: it is the combustion / exhaust phase. Under the effect of a spark from a candle opening into the combustion chamber or by self-ignition, the compressed gas mixture is ignited, the piston is violently driven down and it dogage the exhaust light allowing the evacuation of the combustion gases, the fresh gases, via the transfer lights, are driven from the low engine to the
combustion. Un nouveau cycle peut alors recommencer. combustion. A new cycle can then start again.
En raison de sa conception, et particulièrement du fait que les lumières d' échappement et d' admission ne sont pas totalement et constamment fermées par le piston dans sa phase montante, il se produit: - des pertes de compression, - un croisement entre le mélange de gaz frais admis Due to its design, and in particular to the fact that the exhaust and intake ports are not totally and constantly closed by the piston in its rising phase, there occurs: - compression losses, - a crossover between the fresh gas mixture allowed
et les gaz d'échappement.and exhaust gases.
Ces inconvénients se manifestent généralement au niveau du fonctionnement par un dégagement d'imbrûlés de combustion au niveau de l'échappement, se traduisant par une fumée importante, conduisant à une pollution de l'environnement. Or, les mesures législatives actuelles prévoient d'imposer aux fabricants de moteur des contraintes sévères These drawbacks are generally manifested in terms of operation by the release of unburnt combustion from the exhaust, resulting in significant smoke, leading to pollution of the environment. However, current legislative measures provide for imposing severe constraints on engine manufacturers
en matière de respect de l'environnement. in terms of respect for the environment.
La présente invention a notamment pour but de The object of the present invention is in particular to
pallier ces inconvénients.overcome these drawbacks.
A cet effet, selon l' invention, un moteur du genre en question est caractérisé en ce que le dispositif d'injection est positionné sur la culasse en regard de la première face d' extrémité du piston de sorte que l' axe de To this end, according to the invention, an engine of the kind in question is characterized in that the injection device is positioned on the cylinder head opposite the first end face of the piston so that the axis of
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symétrie du jet jaillissant du dispositif d'injection soit à symmetry of the jet gushing from the injection device either at
contre-courant du sens d'écoulement du mélange de gaz. against the flow direction of the gas mixture.
Ces dispositions et notamment l' injection de carburant à contre-courant du mouvement de rotation ou de " tumble " du mélange de gaz, permettent d'améliorer les paramètres aérodynamiques de la formation du mélange combustible/mélange de gaz à l'intérieur de la chambre de combustion, sans rejet dans le conduit d'échappement et donc de réduire de manière substantielle les émissions de polluants. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - l'axe de symétrie du jet de carburant fait un angle a par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre, cet angle a étant compris dans la fourchette de 30 à 70 , - l'axe de symétrie du jet fait un angle par rapport à un plan diamétral du cylindre centré sur la lumière d'échappement, cet angle étant compris dans la fourchette de -45 à +45 , - l'axe de symétrie du jet est incliné d'un angle par rapport à un axe longitudinal du dispositif d' injection, cet angle étant compris dans la fourchette -60 à + 60 , Selon un autre aspect de l' invention, celle-ci a pour objet également l'utilisation d'un moteur tel que précédemment visé, pour la motorisation d'un véhicule à 2 These provisions, and in particular the injection of fuel against the current of the rotational or "tumble" movement of the gas mixture, make it possible to improve the aerodynamic parameters of the formation of the fuel mixture / gas mixture inside the combustion chamber, without rejection in the exhaust pipe and therefore to reduce pollutant emissions substantially. In preferred embodiments of the invention, it is possible optionally to have recourse to one and / or the other of the following arrangements: the axis of symmetry of the fuel jet makes an angle a with respect to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the cylinder, this angle a being in the range from 30 to 70, - the axis of symmetry of the jet makes an angle with respect to a diametral plane of the cylinder centered on the exhaust port , this angle being included in the range from -45 to +45, - the axis of symmetry of the jet is inclined by an angle relative to a longitudinal axis of the injection device, this angle being included in the range -60 to + 60, According to another aspect of the invention, it also relates to the use of an engine as previously mentioned, for the motorization of a vehicle with 2
roues, d'un engin de loisir, d'un outillage ou analogue. wheels, a recreational vehicle, a tool or the like.
D'autres caractéristiques et avantages de Other features and benefits of
l' invention apparaîtront au cours de la description suivante the invention will appear during the following description
d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple of one of its embodiments, given by way of example
non limitatif, en regard des dessins joints. not limiting, with reference to the accompanying drawings.
Sur les dessins: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un In the drawings: - Figure 1 is a schematic sectional view of a
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moteur à combustion interne selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe traneversale du moteur de la figure 1, le plan de coupe passant sensiblement internal combustion engine according to the invention, - Figure 2 is a transverse sectional view of the engine of Figure 1, the cutting plane passing substantially
au niveau de la lumière d'échappement. at the exhaust port.
Sur les différentes figures, les mêmes références In the different figures, the same references
désignent des éléments identiques ou similaires. denote identical or similar elements.
La figure 1 représente de manière schématique et en coupe tranevereale un moteur 1, à combustion interne, à cycles à deux temps, à allumage commandé et à injection directe. Comme connu, dans chaque cylindre 2, aménagé dans le bloc moteur 1, un piston 3 est monté coulissant axialement selon un axe X longitudinal du cylindre 2, en va-et-vient et Figure 1 shows schematically and in tranevereale section an engine 1, internal combustion, two-stroke cycles, spark ignition and direct injection. As is known, in each cylinder 2, arranged in the engine block 1, a piston 3 is mounted sliding axially along a longitudinal axis X of the cylinder 2, back and forth and
relié à un vilebrequin par une bielle 4. connected to a crankshaft by a connecting rod 4.
Le piston 3 comporte une tête 6 dont une première face d'extrémité 7 délimite une chambre de combustion 3 avec le cylindre 2 correspondant et une culasse 16 du moteur 1, et dont une seconde face d'extrémité 9 délimite une cavité The piston 3 comprises a head 6, a first end face 7 of which delimits a combustion chamber 3 with the corresponding cylinder 2 and a cylinder head 16 of the engine 1, and of which a second end face 9 delimits a cavity
avec le carter 11 du moteur 1.with the casing 11 of the motor 1.
La chambre de combustion 8 et la cavité 10 sont reliées entre elles par au moins une lumière 12 et un canal de transfert 18 (visible en figure 1) permettant le passage entre la cavité 10 et la chambre de combustion 8 d'un mélange de gaz issu d'au moins une lumière d'admission 13 réalisoe dans le cylindre 2, ce passage s'effectuant selon un écoulement rotatif autour d'un axe Y sensiblement perpendiculaire à l'axe X longitudinal du cylindre 2. Le mouvement de cet écoulement est connu sous le nom de The combustion chamber 8 and the cavity 10 are interconnected by at least one lumen 12 and a transfer channel 18 (visible in FIG. 1) allowing the passage between the cavity 10 and the combustion chamber 8 of a mixture of gases. from at least one intake port 13 made in the cylinder 2, this passage taking place in a rotary flow around an axis Y substantially perpendicular to the longitudinal axis X of the cylinder 2. The movement of this flow is known as
" tumble "."tumble".
Le mélange de gaz après combustion est extrait par l'intermédiaire d'au moins une lumière d'échappement 14 The gas mixture after combustion is extracted via at least one exhaust port 14
également réalisée dans le cylindre 2. also performed in cylinder 2.
On peut noter que les lumières de transfert 12, d'admission 13, d'échappement 14 ne sont pas toutes situées It can be noted that the transfer lights 12, intake 13, exhaust 14 are not all located
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dans le même plan " horizontal " perpendiculaire à l' axe X, et qu'elles sont décalées selon l'axe longitudinal X du cylindre, afin qu'en fonction de la course du piston 3 dans le cylindre 2, au cours du cycle de fonctionnement du moteur à 2 temps, celui-ci obture ou ouvre en totalité ou en in the same "horizontal" plane perpendicular to the axis X, and that they are offset along the longitudinal axis X of the cylinder, so that according to the stroke of the piston 3 in the cylinder 2, during the cycle of operation of the 2-stroke engine, it closes or opens in whole or in
partie, l'une ou l'autre de ces lumières. party, one or the other of these lights.
Le cylindre 2 est recouvert par une culasse 16, qui en est rendue solidaire par des goujons ou analogues. Un dispositif d' injection de carburant 15 est implanté sur la culasse 16 du moteur 1. Ce dispositif 15 permet d'injecter du carburant en direction de la première face d'extrémité 7 de la tête 6 du piston 3, selon au moins un jet. Cette injection s'effectue à contre-courant du mouvement de The cylinder 2 is covered by a cylinder head 16, which is made integral with it by studs or the like. A fuel injection device 15 is installed on the cylinder head 16 of the engine 1. This device 15 makes it possible to inject fuel in the direction of the first end face 7 of the head 6 of the piston 3, according to at least one jet. . This injection is carried out against the movement of
" tumble " du mélange de gaz."tumble" of the gas mixture.
Ce jet comporte un axe de symétrie qui peut être incliné par rapport à l'axe principal du dispositif d'injecteur 15. Le dispositif d' injection 15 est piloté par un organe annexe au moteur (non représenté) qui permet de gérer une cartographie d' injection en fonction des conditions d'utilisation du moteur, cette cartographie étant This jet has an axis of symmetry which can be inclined relative to the main axis of the injector device 15. The injection device 15 is controlled by a member annexed to the engine (not shown) which makes it possible to manage a mapping of injection according to the conditions of use of the engine, this mapping being
adaptée en fonction de l'utilisation visée par le moteur. adapted to the intended use of the engine.
Dans l'exemple représenté en figure 1, l'axe de symétrie du jet est incliné d'un angle par rapport à l'axe longitudinal du dispositif d' injection, cet angle pouvant In the example shown in FIG. 1, the axis of symmetry of the jet is inclined at an angle relative to the longitudinal axis of the injection device, this angle possibly
être compris dans la fourchette -60 à + 60 . be in the range -60 to + 60.
Sur la figure 1, l'axe de symétrie du jet fait un angle a par rapport à un plan perpendiculaire P à l' axe longitudinal du cylindre, cet angle étant compris dans la In FIG. 1, the axis of symmetry of the jet makes an angle a with respect to a plane perpendicular P to the longitudinal axis of the cylinder, this angle being included in the
fourchette de 30 à 70 et correspondant à un angle de site. range from 30 to 70 and corresponding to a site angle.
Sur la figure 2, on a représenté par l'angle les différentes positions susceptibles d' être occupées par l' axe de symétrie du jet du dispositif d' injection 15. Cet angle est mesuré à partir d'un plan " vertical " V ou diamétral du cylindre 2, centré sur la lumière d'échappement 14, cet In FIG. 2, the angle represents the different positions that can be occupied by the axis of symmetry of the jet of the injection device 15. This angle is measured from a "vertical" plane V or diametral of the cylinder 2, centered on the exhaust port 14, this
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angle étant compris dans la fourchette de -45 à +45 et angle being in the range of -45 to +45 and
correspondant sensiblement à un angle d'azimut. substantially corresponding to an azimuth angle.
A titre d'exemple, une bougie d'allumage 17 est également implantée sur la culasse 16 et sensiblement coaxiale à l' axe longitudinal du cylindre 2 et à la chambre de combustion de sorte que ses électrodes débouchent de préférence dans le demi-cylindre qui contient le débouché du canal de transfert 18. Le pilotage de l'étincelle est géré par un dispositif de commande (non représenté) conjointement By way of example, a spark plug 17 is also located on the cylinder head 16 and substantially coaxial with the longitudinal axis of the cylinder 2 and with the combustion chamber so that its electrodes preferably open into the half-cylinder which contains the outlet of the transfer channel 18. The piloting of the spark is managed by a control device (not shown) jointly
avec le dispositif de cartographie d' injection. with the injection mapping device.
On comprend que pour un tel moteur destiné à motoriser des véhicules à 2 roues du type notamment " scooter ", des cyclomoteurs dont la cylindrée du moteur est comprise entre 50 cm3 et 125 cm3, ce type d'agencement de It is understood that for such an engine intended to motorize two-wheeled vehicles of the type in particular "scooter", mopeds whose engine displacement is between 50 cm3 and 125 cm3, this type of arrangement of
l'alimentation en carburant à injection directe à contre- fuel supply with direct injection against
courant est avantageux. Ce type de moteur peut trouver des applications dans le domaine de la motorisation d'outillage pour le jardinage (aspirateur, tronçonneuse, motoculteur...), ou pour tout engin de loisir ou analogue (bateau, avion current is advantageous. This type of motor can find applications in the field of motorization of tools for gardening (vacuum cleaner, chainsaw, tiller ...), or for any recreational vehicle or the like (boat, plane
loger, engin tout terrain...).accommodation, all terrain vehicle ...).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20101230 |