"Système d'admission comportant un conduit d'admission générateur de mouvement tourbillonnaire" L'invention propose un système d'admission de gaz dans au moins une chambre de combustion cylindrique d'axe vertical d'un moteur à combustion, le système d'admission comportant un conduit d'admission qui débouche dans la chambre de combustion par un orifice d'admission et qui comporte un tronçon de forme hélicoïdale conformé pour que le flux de gaz pénètre dans la chambre de combustion, selon un mouvement tourbillonnaire io d'axe principal vertical globalement centré sur l'orifice d'admission. L'optimisation de la combustion dans les moteurs à combustion, et notamment dans les moteurs diesel, nécessite de favoriser le mélange air/carburant dans la chambre de 15 combustion. Dans ce but, il est connu de favoriser le mélange de l'air et du carburant par la formation, dans le cylindre, d'un mouvement tourbillonnaire dit de "swirl" dans lequel les gaz contenus dans le cylindre sont animés d'un mouvement de rotation autour d'un axe 20 sensiblement parallèle à l'axe du cylindre. Pour aboutir à un fonctionnement optimal du moteur, il est nécessaire de considérer l'ensemble des paramètres qui régissent l'aérodynamique interne du cylindre, c'est-à-dire l'écoulement des différents fluides dans le cylindre au cours d'un cycle moteur, en 25 tenant notamment compte de la forme de la culasse, des ouvertures et fermetures des soupapes d'admission et d'échappement, de la position et de l'orientation de l'injecteur et des mouvements alternatifs du piston. Le mouvement tourbillonnaire est notamment créé en fin de 30 compression, et particulièrement durant la phase d'injection du carburant, par l'écoulement des gaz dans la chambre de combustion réalisée dans la tête du piston. 2 Cependant, l'amplitude du mouvement tourbillonnaire réduit la perméabilité du système d'admission, c'est-à-dire la quantité de gaz d'admission pouvant pénétrer dans la chambre de combustion. The invention proposes a system for admitting gas into at least one cylindrical combustion chamber of vertical axis of a combustion engine, the system of intake comprising an intake duct which opens into the combustion chamber through an inlet and which comprises a helically shaped section shaped so that the flow of gas enters the combustion chamber, in a swirling motion axis main vertical globally centered on the inlet port. The optimization of combustion in combustion engines, and in particular in diesel engines, requires promoting the air / fuel mixture in the combustion chamber. For this purpose, it is known to promote the mixing of air and fuel by the formation, in the cylinder, of a swirling movement called "swirl" in which the gases contained in the cylinder are driven by a movement rotating about an axis 20 substantially parallel to the axis of the cylinder. To achieve optimum engine performance, it is necessary to consider all the parameters that govern the internal aerodynamics of the cylinder, that is to say the flow of the various fluids in the cylinder during a cycle. motor, particularly taking into account the shape of the cylinder head, the openings and closures of the intake and exhaust valves, the position and orientation of the injector and the reciprocating movements of the piston. The vortex movement is especially created at the end of compression, and particularly during the fuel injection phase, by the flow of gases in the combustion chamber made in the piston head. However, the amplitude of the vortex movement reduces the permeability of the intake system, i.e., the amount of intake gas that can enter the combustion chamber.
En effet, les composantes tangentielles de vitesse du mouvement de "swirl" sont relativement importantes, tandis que les composantes de vitesses axiales sont limitées. L'invention a pour but de proposer un système d'admission apte à produire un mouvement tourbillonnaire de "swirl", dont la io perméabilité est améliorée. Dans ce but, l'invention propose un système d'admission tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit d'admission comporte un tronçon aval reliant le tronçon hélicoïdal à l'orifice d'admission, qui est conformé pour modifier l'orientation 15 du flux de gaz débouchant par l'orifice d'admission par rapport à l'orientation du flux de gaz débouchant du tronçon hélicoïdal. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le tronçon aval forme une rampe de déviation du flux de gaz ; 20 - le tronçon aval est conformé de manière à réduire la composante tangentielle de vitesses du flux de gaz débouchant au niveau de l'orifice d'admission par rapport à la composante tangentielle de vitesses du flux de gaz débouchant du tronçon hélicoïdal ; 25 - le tronçon aval est conformé de manière à augmenter la composante axiale de vitesses du flux de gaz débouchant au niveau de l'orifice d'admission par rapport à la composante axiale de vitesses du flux de gaz débouchant du tronçon hélicoïdal ; - l'axe principal du tronçon hélicoïdal est sensiblement 30 coaxial à l'axe d'une soupape d'obturation de l'orifice d'admission et dans lequel le conduit d'admission comporte un tronçon amont globalement rectiligne dont l'axe principal est d'orientation radiale par rapport à l'axe principal de la soupape, et l'extrémité amont 3 du tronçon aval est située dans un plan radial par rapport à l'axe principal de la soupape, qui délimite, avec le plan radial passant par l'axe principal du tronçon amont, un angle dont la valeur est comprise entre quatre-vingt et cent vingt degrés ; - l'extrémité amont du tronçon aval est située dans un plan radial par rapport à l'axe principal de la soupape, qui délimite, avec le plan radial passant par l'axe principal du tronçon amont, un angle dont la valeur est d'environ cent degrés ; - l'extrémité aval du tronçon aval est située dans un plan io radial par rapport à l'axe principal de la soupape, qui délimite, avec le plan radial passant par l'axe principal du tronçon amont, un angle dont la valeur est comprise entre deux cent et deux cent quarante degrés ; -l'extrémité aval du tronçon aval est située dans un plan 15 radial par rapport à l'axe principal de la soupape, qui délimite, avec le plan radial passant par l'axe principal du tronçon amont, un angle dont la valeur est d'environ deux cent vingt degrés ; - la paroi du tronçon radial au niveau de l'extrémité aval du tronçon aval est inclinée par rapport à la normale au plan de 20 l'orifice d'admission selon un angle dont la valeur est d'environ vingt degrés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées 25 parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un conduit d'admission générateur de mouvement tourbillonnaire selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue axiale d'un conduit d'admission 30 selon l'invention - la figure 3 est une vue en bout du conduit d'admission selon l'invention représenté à la figure 2. 4 Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté à la figure 1 un système d'admission 10 pour moteur à combustion selon l'état de la technique qui est réalisé dans une soupape du moteur et qui comporte un conduit d'admission 12 débouchant dans la chambre de combustion 14 du moteur par un orifice d'admission 22. La chambre de combustion 14 est cylindrique et son axe io principal A est orienté ici verticalement, elle est délimitée notamment par une face supérieure circulaire 16. Le conduit d'admission 12, par l'intermédiaire duquel des gaz d'admission pénètrent dans la chambre de combustion 14 comporte un tronçon amont 18, et un tronçon 20 de forme 15 hélicoïdale conformé pour que le flux de gaz pénètre dans la chambre de combustion 14, selon un mouvement tourbillonnaire d'axe principal B vertical globalement centré sur l'orifice d'admission 22. Cet axe B sera appelé par la suite "axe d'admission". 20 Le système d'admission 10 comporte aussi une soupape (non représentée) d'obturation de l'orifice d'admission 22 qui est mobile en coulissement le long de l'axe B d'admission. Le tronçon hélicoïdal 20 est conformé de manière qu'il s'enroule autour d'un fût cylindrique 24 coaxial à l'axe B 25 d'admission, permettant le guidage de la soupape en coulissement par rapport à la culasse. Le conduit d'admission 12 est ici conformé de manière que le tronçon hélicoïdal 20 débouche directement dans la chambre de combustion 14 par l'orifice d'admission 22. 30 Ainsi, en pénétrant dans la chambre de combustion, les gaz d'admission sont orientés principalement tangentiellement à l'axe B d'admission, et dans une moindre partie parallèlement à l'axe B d'admission. Indeed, the tangential components of speed of the "swirl" movement are relatively important, while the axial velocity components are limited. The invention aims to provide an intake system capable of producing a swirling movement of "swirl", the io permeability is improved. For this purpose, the invention proposes an intake system as described above, characterized in that the intake duct comprises a downstream section connecting the helical section to the intake orifice, which is shaped to modify the orientation of the gas flow opening through the intake port relative to the orientation of the gas flow opening the helical section. According to other characteristics of the invention: the downstream section forms a deflection ramp of the gas flow; The downstream section is shaped so as to reduce the tangential component of velocities of the gas flow opening at the intake orifice with respect to the tangential component of velocities of the gas flow opening out of the helical section; The downstream section is shaped so as to increase the axial component of velocities of the gas flow opening at the intake orifice with respect to the axial component of the velocities of the gas flow opening out of the helical section; the main axis of the helical section is substantially coaxial with the axis of a shut-off valve of the inlet orifice and in which the intake duct comprises a generally straight upstream section whose main axis is radial orientation relative to the main axis of the valve, and the upstream end 3 of the downstream section is located in a radial plane with respect to the main axis of the valve, which delimits, with the radial plane passing through the main axis of the upstream section, an angle whose value is between eighty and one hundred and twenty degrees; the upstream end of the downstream section is located in a radial plane with respect to the main axis of the valve, which delimits, with the radial plane passing through the main axis of the upstream section, an angle whose value is about one hundred degrees; the downstream end of the downstream section is located in a radial plane with respect to the main axis of the valve, which delimits, with the radial plane passing through the main axis of the upstream section, an angle whose value is included; between two hundred and two hundred and forty degrees; the downstream end of the downstream section is situated in a radial plane with respect to the main axis of the valve, which delimits, with the radial plane passing through the main axis of the upstream section, an angle whose value is about two hundred and twenty degrees; the wall of the radial section at the downstream end of the downstream section is inclined relative to the normal to the plane of the inlet orifice at an angle whose value is approximately twenty degrees. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended figures in which: FIG. 1 is a schematic perspective representation of a vortex flow generator admission according to the prior art; - Figure 2 is an axial view of an intake duct 30 according to the invention - Figure 3 is an end view of the intake duct according to the invention shown in Figure 2. 4 In the description that will follow, identical, similar or similar elements will be designated by the same reference numerals. FIG. 1 shows an intake system 10 for a combustion engine according to the state of the art which is embodied in a valve of the engine and which comprises an intake duct 12 opening into the combustion chamber 14 of the engine by an inlet orifice 22. The combustion chamber 14 is cylindrical and its principal axis A is oriented here vertically, it is defined in particular by a circular upper face 16. The intake duct 12, through which intake gas entering the combustion chamber 14 comprises an upstream section 18, and a section 20 of helical shape shaped so that the flow of gas enters the combustion chamber 14, in a swirling motion of main axis B vertical globally centered on the inlet port 22. This axis B will be called thereafter "inlet axis". The intake system 10 also includes a valve (not shown) for closing the inlet port 22 which is slidably movable along the inlet axis B. The helical section 20 is shaped so that it wraps around a cylindrical barrel 24 coaxial with the inlet axis B, allowing the sliding valve to be guided with respect to the cylinder head. The intake duct 12 is here shaped so that the helical section 20 opens directly into the combustion chamber 14 through the inlet orifice 22. Thus, by entering the combustion chamber, the inlet gases are oriented mainly tangentially to the inlet axis B, and to a lesser extent parallel to the inlet axis B.
Bien qu'un tel mouvement tourbillonnaire des gaz d'admission permette d'améliorer le mélange des gaz d'admission avec le carburant, ce mouvement limite la quantité de gaz alimentant la chambre de combustion 14.Although such a swirling movement of the intake gases makes it possible to improve the mixing of the intake gases with the fuel, this movement limits the quantity of gas supplying the combustion chamber 14.
5 C'est pourquoi, selon l'invention, et comme on l'a représenté aux figures 2 et suivantes, le conduit d'admission 12 selon l'invention comporte un tronçon aval 26, qui prolonge le conduit hélicoïdal 20, et qui est réalisé de manière à augmenter la composante de vitesse axiale des gaz d'admission. io Le tronçon aval 26 est réalisé de manière à former une rampe modifiant l'orientation des gaz d'admission, pour les rediriger principalement axialement, mais sans supprimer totalement la composante tangentielle permettant un mouvement tourbillonnaire.Therefore, according to the invention, and as shown in Figures 2 and following, the intake duct 12 according to the invention comprises a downstream section 26, which extends the helical duct 20, and which is realized to increase the axial velocity component of the intake gases. The downstream section 26 is formed so as to form a ramp modifying the orientation of the inlet gases, to redirect them mainly axially, but without completely eliminating the tangential component allowing vortex movement.
15 Ici, comme on peut le voir à la figure 3, le tronçon aval 26 forme une rampe incurvée, la concavité dirigée vers la chambre de combustion 14. Selon une variante de réalisation, le tronçon aval 26 forme une rampe rectiligne. Pour que les gaz d'admission conservent en partie la 20 composante tangentielle des vitesses, le tronçon aval 26 est conformé de manière que sa face d'extrémité aval est inclinée par rapport à un axe vertical perpendiculaire au plan de l'orifice d'admission 22, au niveau de la liaison entre le tronçon aval 26 et l'orifice d'admission 22, comme on peut le voir à la figure 3.Here, as can be seen in FIG. 3, the downstream section 26 forms a curved ramp, the concavity directed towards the combustion chamber 14. According to an alternative embodiment, the downstream section 26 forms a rectilinear ramp. In order that the inlet gases retain in part the tangential component of the speeds, the downstream section 26 is shaped so that its downstream end face is inclined with respect to a vertical axis perpendicular to the plane of the inlet orifice. 22, at the level of the connection between the downstream section 26 and the inlet orifice 22, as can be seen in FIG.
25 A titre d'exemple non limitatif, la valeur de l'angle Al d'inclinaison de la face d'extrémité aval du tronçon aval 26, au niveau de la liaison du tronçon aval 26 avec l'orifice d'admission 22 est d'environ vingt degrés. Ainsi, la composante de vitesses des gaz d'admission, 30 prise tangentiellement par rapport à l'axe B d'admission, ou composante tangentielle, et mesurée au niveau de l'orifice d'admission 22 est inférieure à la composante tangentielle des 6 gaz d'admission mesurée au niveau de la liaison entre le tronçon hélicoïdal et le tronçon aval 26. De plus, la composante de vitesses des gaz d'admission, prise parallèlement à l'axe B d'admission, ou composante axiale, et mesurée au niveau de l'orifice d'admission 22 est inférieure à la composante axiale des gaz d'admission mesurée au niveau de la liaison entre le tronçon hélicoïdal et le tronçon aval 26. On a représenté à la figure 2 un exemple de réalisation non limitatif du conduit d'admission 12 selon l'invention. io Ici, le tronçon amont 18 du conduit d'admission est orienté en direction de l'axe B d'admission, c'est-à-dire que sont plan principal médian est un plan radial par rapport à l'axe B d'admission. L'extrémité amont 26a du tronçon aval 26, est située au 15 niveau de la liaison de la paroi du tronçon aval 26 avec la chapelle 28 du conduit d'admission 12, c'est-à-dire la partie du volume située au dessus de l'orifice d'admission 22. L'extrémité aval 26b du tronçon aval 26 est située au niveau de la liaison de la paroi du tronçon aval 26 avec l'orifice 20 d'admission 22. A titre d'exemple non limitatif, la valeur de l'angle A2 délimité par le plan radial médian du tronçon amont 18 et un plan radial par rapport à l'axe B d'admission, comprenant l'extrémité amont 26a du tronçon aval 26, est comprise entre quatre-vingt et 25 cent vingt degrés. Plus particulièrement, la valeur de cet angle A2 est de environ cent degrés. La valeur de l'angle A3 délimité par le plan radial médian du tronçon amont 18 et un plan radial par rapport à l'axe B 30 d'admission, comprenant l'extrémité aval 26b du tronçon aval 26, est comprise entre deux cent et deux cent quarante degrés. Plus particulièrement, la valeur de cet angle A3 est de environ deux cent vingt degrés. By way of nonlimiting example, the value of the angle of inclination Al of the downstream end face of the downstream section 26 at the connection of the downstream section 26 with the inlet orifice 22 is about twenty degrees. Thus, the intake gas velocity component, tangentially tangential to the inlet B axis, or tangential component, and measured at the inlet port 22 is less than the tangential component of the intake gas measured at the level of the connection between the helical section and the downstream section 26. In addition, the intake gas velocity component, taken parallel to the inlet axis B, or axial component, and measured at the inlet orifice 22 is less than the axial component of the intake gas measured at the level of the connection between the helical section and the downstream section 26. FIG. 2 shows a nonlimiting exemplary embodiment of the intake duct 12 according to the invention. Here, the upstream section 18 of the intake duct is oriented in the direction of the inlet axis B, that is to say that are median main plane is a radial plane with respect to the axis B of admission. The upstream end 26a of the downstream section 26 is located at the level of the connection of the wall of the downstream section 26 with the chapel 28 of the intake duct 12, that is to say the portion of the volume situated above of the intake orifice 22. The downstream end 26b of the downstream section 26 is located at the connection of the wall of the downstream section 26 with the inlet orifice 22. As a non-limiting example, the value of the angle A2 delimited by the median radial plane of the upstream section 18 and a radial plane with respect to the admission axis B, comprising the upstream end 26a of the downstream section 26, is between eighty and 25 hundred and twenty degrees. More particularly, the value of this angle A2 is about one hundred degrees. The value of the angle A3 delimited by the median radial plane of the upstream section 18 and a radial plane with respect to the inlet axis B, comprising the downstream end 26b of the downstream section 26, is between two hundred and two hundred and forty degrees. More particularly, the value of this angle A3 is about two hundred and twenty degrees.