WO2008059117A1 - Allumage d'un melange carburant/air extremement pauvre dans les moteurs a explosion - Google Patents

Allumage d'un melange carburant/air extremement pauvre dans les moteurs a explosion Download PDF

Info

Publication number
WO2008059117A1
WO2008059117A1 PCT/FR2007/000878 FR2007000878W WO2008059117A1 WO 2008059117 A1 WO2008059117 A1 WO 2008059117A1 FR 2007000878 W FR2007000878 W FR 2007000878W WO 2008059117 A1 WO2008059117 A1 WO 2008059117A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
small chamber
boss
piston
fuel
cylinder head
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/000878
Other languages
English (en)
Inventor
Bernard Ruaud
Original Assignee
Bernard Ruaud
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 Bernard Ruaud filed Critical Bernard Ruaud
Publication of WO2008059117A1 publication Critical patent/WO2008059117A1/fr

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/02Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
    • F02B19/04Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder the isolation being effected by a protuberance on piston or cylinder head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B2023/085Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition using several spark plugs per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the object of this patent is a device for two-stroke or four-stroke spark ignition engines and direct injection of liquid fuel under high pressure, which allows, at the end of compression, the start of the combustion of fuel.
  • a fuel / air mixture generally very low in fuel, starting its combustion in a small chamber of small volume located in the cylinder head, and in which, near the point-dead-top of the piston, at the point of ignition, the ideal rate of richness of the fuel / air mixture, said stoichiometric rate, is reached, which allows its easy ignition by an ordinary candle, the short moment of its isolation of the rest of the displacement by the position of the solid boss of the top of the piston.
  • This incandescence then continues in the very large mass of pressurized air of the general cubic capacity which is, by the constant flow of the injector, at a global rate of richness very low in fuel.
  • FIGS. 1, 2, 3, 4 and 5 represent in section a piston / cylinder / cylinder head element of a two-stroke or four-stroke combustion engine.
  • Figure 5 is on a larger scale for easier viewing of details. Valves, when present, are not represented.
  • the yoke (9) is shown schematically. Conventionally, the point of advance to the injection precedes, by a few degrees of crank angle, the point of advance on ignition.
  • the injection pressure of the fuel must be a little higher than the pressure prevailing in the cylinder during the engine time.
  • FIG. 1 shows, on the one hand, the piston (3) which moves in its cylinder (1) and which has on its top surface (7) a solid boss (4) of construction of the piston (3), on the other hand the small chamber (2) located in the cylinder head (9) of the engine which is open, of construction, in front of the general cylinder (13).
  • the projection (4) penetrates into the small chamber (2) of the cylinder head (9) without any contact of its walls (11) with the walls (10) of the small chamber (2); the boss (4) of the top of the piston (3), and the small chamber (2) in the cylinder head (9) are of coordinated shapes, their dimensions are homothetic.
  • the boss (4) penetrates and then spring cyclically from the small chamber (2), without any contact between the sides of the walls.
  • the walls (11) of the boss (4) are the generatrices raised laterally from the shape of the base surface of the boss (4) on the top of the piston (3). These generators have as a director a parallel to the axis of the cylinder.
  • the side walls (10) of the small chamber (2) are similar to those of the walls (11) of the boss (4) but are of slightly larger size to accommodate, at least at the open base of the small chamber (2) , a space (15) between the walls (11) of the boss (4) and the walls (10) of the small chamber (2) as shown in FIG.
  • the space (15), Figure 3 is a space that provides a small but necessary conductance between the interior of the small chamber (2) and the rest of the air of the general cylinder (13).
  • this space (15) (measured perpendicularly to the axis of displacement of the boss (4) of the piston (3)) is practically of the order of a millimeter to a few millimeters depending on the displacement and according to the maximum speeds of the engines equipped with the device object of this patent.
  • the piston (3) is represented, coming from its dead-low point, being wound up in its cylinder (1) towards its dead-top point, during the compression phase, while the boss (4) of the piston (3) is still far from isolating the small chamber (2), the internal volume is thus still an integral part of the overall capacity (13) during compression.
  • FIG. 3 Since the start of the injection, FIG. 3, the precise quantity of fuel under high pressure, injected at a substantially constant rate, into the small mass of air isolated for a short time in the small chamber (2) - the small volume of which is known of construction - until the precise moment of the ignition of the mixture by the candle (6), reaches the ideal rate fuel / air, called stoichiometric rate, easy to ignite by an ordinary candle (6).
  • the ideal fuel / air ratio which is, for example for gasoline, given here by way of non-limiting example, of the order of 1 to 14 (called stoichiometric rate), is ensured in the small chamber (2), by the controlled flow of fuel under high pressure sent into the small chamber (2) by the injector (5), the same regular flow began at the point of advance injection.
  • FIG. 5 whose circle cartridge is on a larger scale, shows the ignition advance point, a few degrees before the dead-high point, the spark plug (6) ignites the fuel / air mixture in the small room (2).
  • the injection During the descent of the piston towards its dead-low point 4, in the engine phase, the injection lasts the time corresponding to the power demanded by the user from the engine.
  • the injection time of the fuel by the injector (5) lasts more or less long during the engine time according to the power demanded by the user of the engine.
  • this injection time is limited to the very beginning of the descent of the piston (3) from its dead point-high, until the small chamber (2) ceases to be isolated from the rest of the general cylinder (13).
  • the user of the engine is thus done by the modulation of the injection time, injection time whose start always begins a little before the ignition point, the point called point of advance injection.
  • the device, object of this patent is particularly intended for engines whose fuel can be gasoline, or alcohol, or liquefied gases.
  • the height remaining free, at the end of compression, at the top dead center, between the surface (8) of the boss (4) integral with the piston (3) and the bottom surface (12) of the small chamber (2) is a height greater than the height left free between the top surface (7) of the piston (3) (outside its boss (4)) and the bottom surface of the cylinder head (9) (out of the small chamber (2)).
  • This particular arrangement does not prevent the volume of air in the small chamber (2) and the volume of air from the rest of the displacement (13) above (7) of the piston (3), to follow the same variations pressure, until the top (8) of the boss (4) integral with the piston (3) reaches the height of the entrance of the small chamber (2) in the cylinder head (9) and then enters without contact, when the piston (3) approaches its top-dead point.
  • the shapes of the boss (4) and the inside of the small chamber (2) can be of various sections, as indicated in view jumper where only the boss (4) of the top of the piston (3) is shown, by two examples given for demonstration but non-limiting in (19) Figure 7 and in (20) Figure 8.
  • the top shape (8) of the boss (4) represented by way of non-limiting demonstration in FIG. 9 can be with shapes (25) of a nature to print a gas movement in the small chamber ( 2) either a particular orientation or a turbulence of the gases, useful for a good homogeneity which favors the combustion of the fuel / air mixture.
  • top of the integral boss of the piston may be non-planar, or curved, or show a significant hollow to increase the volume of the small chamber (2) at the top dead center of the piston (3).
  • the positioning of the boss (4) integral with the piston (3) on the surface (7) of the piston (3) and the positioning of the small chamber (2) which, in the cylinder head (9), facing the boss (4) integral with the piston (3) can be chosen on any part of the surface (7) of the piston (3) and on the bottom surface of the yoke (9) corresponding to the boss (4). ) of the piston (3).
  • two examples are illustrated in (21) Figure 10 and (22) Figure 11.
  • the outer side wall (11) of the boss (4) of the piston (3) or the inner wall (10) of the small chamber (2), or these two walls can be equipped a bleeding to facilitate the passage of air or mixture or incandescent gas or burnt gases from the cubic capacity generally (13) towards the interior of the small chamber (2) or from the small chamber (2) to the general displacement (13) according to the part of the engine cycle where either a groove (23) is shown in FIG. other (24) 12, or both, promote the control of communications between the small chamber (2) and the general cylinder (13).
  • these grooves may be located in the axis of the injector (5) of the small chamber (2).
  • one or more injectors (5) can equip the bottom of the cylinder head (9) or the bottom (12) of the small chamber (2), in the cylinder head (9) or the two funds - to meet the needs of certain types of engines of particular configurations, the specific turbulence of the gases requiring one or more injectors (5) in certain parts of the general cylinder (13) and / or in certain parts of the small chamber (2) to ensure the homogeneous fuel supply of the pressurized air contained in the small chamber (2) and / or in the general cubic capacity (13) or both.
  • one or more candles (6) can equip the cylinder head (9), or the small chamber (2) in the cylinder head (9), or both, to meet the need for certain types of engines of specific configurations which need, in certain parts of the cylinder head (9) and / or the small chamber (2), to ensure the complete ignition of the fuel / air mixture in all these parts.
  • control of the power developed by the engine is not always necessary according to the subject of this patent .
  • the air filling of the cylinder can be in excess air.
  • the throttle in the circuit from air supply to the engine can: be useless.

Abstract

Dans les moteurs à allumage commandé et injection directe à forte pression, ce dispositif permet de démarrer la combustion d'un mélange carburant/air extrêmement pauvre en carburant. Il est constitué d'un bossage (4) solidaire du dessus du piston qui, à l ' approche du point-mort-haut, isole pratiquement du reste de la cylindrée (13), la petite chambre (2) dans la culasse (9), où en fin de compression, le court instant de son isolement par le bossage (4) du piston, la quantité précise de carburant injecté par un injecteur (5), y crée le taux idéal carburant/air facile à allumer par une bougie ordinaire (6). Puis le piston (3) redescend pendant le temps moteur et la petite chambre (2) cesse d'être isolée par le bossage (4) du piston (3), l'injection continue au même débit, et entretient l'incandescence dans le grand volume d'air de la cylindrée générale (13), à un taux de richesse extrêmement pauvre.

Description

Allumage d'un mélange carburant/air extrêmement pauvre dans les moteurs à explosion Dans les moteurs à explosion à deux temps ou à quatre temps, à allumage commandé et injection de carburant sous pression, il n'est pas possible, ordinairement, de diminuer d'une façon importante la consommation en carburant et la pollution dues aux gaz d'échappement sans réduire le rapport carburant/air.
Mais en dessous d'un certain taux de richesse du mélange en carburant, le démarrage de la combustion par une bougie ne se fait pas.
L'objet du présent brevet est un dispositif destiné aux moteurs à explosion à deux temps ou à quatre temps, à allumage commandé et injection directe de carburant liquide sous forte pression, qui permet, en fin de compression, le démarrage de la combustion d'un mélange carburant/air, globalement très pauvre en carburant, en commençant sa combustion dans une petite chambre de faible volume située dans la culasse, et dans laquelle, à proximité du point- mort-haut du piston, au point d'allumage, le taux idéal de richesse du mélange carburant/air, dit taux stoschiométrique, est atteint, ce qui permet son allumage facile par une bougie ordinaire, le court moment de son isolement du reste de la cylindrée par la position du bossage solidaire du dessus du piston. Cette incandescence se poursuit alors dans la très grande masse d'air sous pression de la cylindrée générale qui se trouve, par le débit constant de l'injecteur, à un taux global de richesse très pauvre en carburant.
En référence aux dessins en annexe, les figures 1, 2, 3, 4 et 5 représentent en coupe un élément piston/cylindre/culasse d'un moteur à explosion à deux temps ou à quatre temps . La figure 5 est à une échelle plus grande pour faciliter la vision des détails. Les soupapes, lorsqu'il y en a, n'y sont pas représentées .
La culasse (9) est représentée de façon schématisée. De façon classique, le point d'avance à l'injection précède, de quelques degrés d' angle du vilebrequin, le point d' avance à l ' allumage .
La pression d'injection du carburant doit être un peu supérieure à la pression régnant dans le cylindre pendant le temps moteur.
On remarque figure 1, d'une part le piston (3) qui se déplace dans son cylindre (1) et qui comporte sur sa surface du dessus (7) un bossage (4) solidaire, de construction, du piston (3), d'autre part la petite chambre (2) située dans la culasse (9) du moteur qui est ouverte, de construction, en face de la cylindrée générale (13) .
Dans le fond (12) de la petite chambre (2) , se trouve une bougie (6) , alimentée par un système d'allumage électrique classique, non représenté sur ces figures. En fin de course au point-mort-haut du piston (3) figure 3, le bossage (4) vient pénétrer dans la petite chambre (2) de la culasse (9) , sans aucun contact de ses parois (11) avec les parois (10) de la petite chambre (2) ; le bossage (4) du dessus du piston (3) , et la petite chambre (2) dans la culasse (9) sont de formes coordonnées, leurs dimensions sont homothétiques . À proximité du point-mort-haut du piston (3) , le bossage (4) pénètre puis ressort cycliquement de la petite chambre (2) , sans aucun contact entre les flancs des parois .
Les parois (11) du bossage (4) sont les génératrices élevées latéralement à partir de la forme de la surface de base du bossage (4) sur le dessus du piston (3) . Ces génératrices ont pour directrice une parallèle à l ' axe du cylindre .
Les parois latérales (10) de la petite chambre (2) sont similaires à celles des parois (11) du bossage (4) mais sont de dimension légèrement plus grandes pour ménager, au moins à la base ouverte de la petite chambre (2) , un espace (15) entre les parois (11) du bossage (4) et les parois (10) de la petite chambre (2) comme indiqué figure 3. L'espace (15), figure 3, est un espace qui assure une conductance faible mais nécessaire entre l ' intérieur de la petite chambre (2) et le reste de l'air de la cylindrée générale (13) . A titre démonstratif et non limitatif, cet espace (15) (mesuré perpendiculairement à l'axe de déplacement du bossage (4) du piston (3) ) est pratiquement de l'ordre d'un millimètre à quelques millimètres selon la cylindrée et selon les régimes maximum des moteurs équipés du dispositif objet du présent brevet.
Dans la petite chambre (2) , se trouve un injecteur (5) , orienté de façon à diriger son jet de carburant sous forte pression, selon la direction (14) figure 4 directement dans la cylindrée générale (13) , ce qui se produit lorsque le piston (3) et son bossage (4) qui lui est solidaire, sont éloignés du point-mort-haut et que la petite chambre (2) n'est pas isolée du reste de la cylindrée générale (13) au-dessus du piston (3) .
Fonctionnement
Dans la figure 1, le piston (3) est représenté, venant de son point-mort-bas, en cours de remontée dans son cylindre (1) vers son point-mort-haut, pendant la phase de compression, alors que le bossage (4) du piston (3) est encore loin d'isoler la petite chambre (2) dont le volume intérieur fait ainsi encore partie intégrante de la cylindrée générale (13) en cours de compression. Les gaz, l ' air ou le mélange carburant/air, selon la phase du moteur: en compression ou en échappement, dans la petite chambre (2) et l'air de la cylindrée générale (13) au- dessus du piston (3) suivent dans ces conditions les mêmes variations de pression et de température.
Lorsque le piston (3) approche de son point-mort- haut, position illustrée figure 2, le dessus (8) du bossage (4) solidaire du piston (3), se présente à l'entrée de la petite chambre (2) située dans la culasse (9) et commence à isoler pratiquement cette petite chambre (2) du reste de la cylindrée générale (13) . En fin de compression, l'injecteur (5) commence alors à débiter régulièrement le carburant, sous forte pression, dans la petite chambre (2) : dans cette configuration, son jet de carburant sous pression qui suit la direction indiquée par (14) est dévié dans la direction indiquée par (16) figure 2, c'est-à-dire vers l'intérieur de la petite chambre (2), par l'effet de déflexion du dessus (8) du bossage (4) qui se présente devant la trajectoire du jet du carburant arrivant de l ' injecteur (5) , comme indiqué par (14) figure 2. Le piston (3) continue sa course vers son point-mort-haut qui sera atteint comme illustré figure 3 où le bossage (4) aura pénétré profondément dans la petite chambre (2) , sans aucun contact de ses parois latérales extérieures (11) avec les parois latérales intérieures (10) de la petite chambre (2) .
Depuis le début de l'injection, figure 3, la quantité précise de carburant sous forte pression, injecté à débit pratiquement constant, dans la petite masse d'air isolée un court instant dans la petite chambre (2) - dont le petit volume est connu de construction - jusqu'au moment précis de l'inflammation du mélange par la bougie (6), atteint le taux idéal carburant/air, dit taux stœchiométrique, facile à enflammer par une bougie ordinaire (6) .
Le taux idéal carburant/air qui est, par exemple pour l'essence, donné ici à titre d'exemple non limitatif, de l'ordre de 1 à 14 (dit taux stœchiométrique), est assuré dans la petite chambre (2) , par le débit contrôlé du carburant sous forte pression envoyé dans la petite chambre (2) par l'injecteur (5), dont le même débit régulier a commencé au point d'avance à l'injection.
La figure 5, dont le cartouche en cercle est à une plus grande échelle, montre le point d'avance à l'allumage, quelques degrés avant le point-mort-haut, la bougie (6) enflamme le mélange carburant/air dans la petite chambre (2) .
Sous l'effet de la bougie (6), l'inflammation du mélange dans la petite chambre (2) au cours de son isolement par le bossage (4) , fait augmenter brutalement la pression dans la petite chambre (2) . Le jeu (15) entre les parois latérales extérieures (11) du bossage (4) et les parois latérales intérieures (10) de la petite chambre (2) , permet aux gaz incandescents sous forte pression dans la petite chambre (2) de se répandre dans le grand volume d'air de la chambre (13) du reste de la cylindrée (13) : ainsi, l ' expansion violente des gaz en cours de combustion, oblige les gaz incandescents à s ' échapper de la petite chambre (2) vers le reste de la cylindrée générale (13) , par un effet de chalumeau, selon les trajectoires représentées par (17) et (18) figure 5. Avec ce jet des gaz incandescents , le carburant sous forte pression venant de l'injecteur (5), à débit resté pratiquement constant, est entraîné dans le très important volume d'air comprimé (13) entre la culasse (9) et la surface du dessus (7) du piston (3) , et entretient, pendant le temps moteur, la combustion dans ce mélange très pauvre.
Pendant la descente du piston vers son point-mort-bas figure 4, en phase moteur, l'injection dure le temps correspondant à la puissance demandée au moteur par l 'utilisateur.
Depuis son point-mort-haut, le piston (3) a commencé sa course vers son point-mort-bas, figure 4 : d' abord le bossage (4) solidaire du piston (3) est ressorti de l'intérieur de la petite chambre (2), (dans la position symétrique à sa position de début de son isolement avant le point-mort-haut figure 2) .
Lorsque le bossage (4) du dessus du piston (3) s'est éloigné complètement de la petite chambre (2) celle-ci n'est plus isolée du reste de la cylindrée générale (13) , alors que l'injecteur (5) peut continuer son jet, dans la direction indiquée par (14) figure 4, plus ou moins longtemps selon la puissance demandée, vers la masse importante d'air comprimé de la cylindrée générale (13) pendant le temps moteur et y détermine un taux de richesse carburant/air très pauvre.
Après son point-mort-bas, le cycle du moteur reste celui des moteurs classiques c'est-à-dire "échappement" - "admission" - "compression" etc.
Le temps d'injection du carburant par l'injecteur (5) dure plus ou moins longtemps pendant le temps moteur selon la puissance demandée par l ' utilisateur du moteur .
Au minimum, pour le ralenti, ce temps d'injection se limite au tout début de la descente du piston (3) depuis son point-mort-haut, environ jusqu'à ce que la petite chambre (2) cesse d'être isolée du reste de la cylindrée générale (13) .
Au maximum, ce temps d'injection s'arrête très tard au cours du temps moteur, pratiquement il dure jusqu'à proximité de son point-mort-bas : le moteur développe alors
Sa puissance maximum Le contrôle de la puissance du moteur par
1 ' utilisateur du moteur se fait ainsi par la modulation de la durée d'injection, temps d'injection dont le début commence toujours un peu avant le point d'allumage, au point appelé point d'avance à l'injection. Le dispositif, objet du présent brevet, est particulièrement destiné aux moteurs dont le carburant peut être de l'essence, ou de l'alcool, ou des gaz liquéfiés.
Selon une variante du présent brevet, illustrée figure 6, la hauteur restée libre, en fin de compression, au point-mort-haut, entre la surface (8) du bossage (4) solidaire du piston (3) et la surface du fond (12) de la petite chambre (2) est une hauteur plus importante que la hauteur restée libre entre la surface du dessus (7) du piston (3) (en dehors de son bossage (4) ) et la surface du fond de la culasse (9) (hors de la petite chambre (2) ) .
Cette disposition particulière n ' empêche pas le volume d'air dans la petite chambre (2) et le volume d'air du reste de la cylindrée (13) au-dessus (7) du piston (3) , de suivre les mêmes variations de pression, jusqu'à ce que le dessus (8) du bossage (4) solidaire du piston (3) arrive à hauteur de l'entrée de la petite chambre (2) dans la culasse (9) puis y pénètre sans contact, lorsque le piston (3) s'approche de son point-mort-haut.
Dès que la petite chambre (2) dans la culasse (9) commence à être isolée du reste de la cylindrée (13) au- dessus (7) du piston (3) , les variations de pression sont différentes, dans cette disposition particulière, entre la petite quantité d'air comprimé de la petite chambre (2) et le reste important d'air comprimé (13) au-dessus du piston (3) .
Progressivement et jusqu'au point-mort-haut, l'air de la cylindrée (13) au-dessus du piston (3) atteint une pression supérieure à la pression de l 'air dans la petite chambre (2) de la culasse (9) .
Entre les parois latérales (10) de la petite chambre (2) et les parois latérales (11) du bossage (4) qui sont séparées par un petit espace, il s'établit ainsi un flux violent d'air (19) figure 6, provoqué par l'air à haute pression du dessus (7) du piston (3) qui va vers 1 ' air de moindre pression contenu dans la petite chambre (2) de la culasse (9) . Ce flux tend à rétablir l'égalité des pressions entre ces deux milieux, gaz de la petite chambre (2) et gaz de la cylindrée (13) au-dessus du piston (3) jusqu'au point-mort- haut du piston (3) . Pendant la pénétration du bossage (4) solidaire du dessus (7) du piston (3) dans la petite chambre (2) , ce flux entraine la concentration, vers l'intérieur de la petite chambre (2) du jet du carburant (14) (voir figure 2) qui a commencé à être introduit par l'injecteur (5) depuis le point d'injection. Cette disposition particulière favorise la concentration de la quantité contrôlée de carburant injecté dans le volume d'air comprimé de la petite chambre (2), dont le volume est connu de construction, et dans laquelle un mélange carburant/air est, au moment précis de l'allumage, au taux idéal de richesse, dit taux stoechiométrique, facile à enflammer par une bougie ordinaire (6) .
La suite du cycle du moteur reste celui décrit dans l'objet du présent brevet. Selon une variante du présent: brevet:, les formes du bossage (4) et de l'intérieur de la petite chambre (2) (formes toujours coordonnées l'une avec l'autre) peuvent être de sections diverses, comme indiqué en vue cavalière où seul le bossage (4) du dessus du piston (3) est représenté, par deux exemples donnés à titre démonstratif mais non limitatif en (19) figure 7 et en (20) figure 8.
Selon une variante du présent brevet la forme de dessus (8) du bossage (4) représentée à titre démonstratif et non limitatif par la figure 9 peut être avec des formes (25) de nature à imprimer au gaz un mouvement dans la petite chambre (2) soit une orientation particulière soit une turbulence des gaz, utile à une bonne homogénéité qui favorise la combustion du mélange carburant/air.
Ces formes du dessus du bossage solidaire du piston peuvent être non-planes, ou encore incurvées, ou accuser un creux important pour augmenter le volume de la petite chambre (2) au point-mort-haut du piston (3) .
Selon une variante du présent brevet, le positionnement du bossage (4) solidaire du piston (3) sur la surface (7) du piston (3) et le positionnement de la petite chambre (2) qui, dans la culasse (9) , fait face au bossage (4) solidaire du piston (3) peuvent être choisis sur n'importe quelle partie de la surface (7) du piston (3) et sur la surface au fond de la culasse (9) correspondante au bossage (4) du piston (3) . A titre démonstratif et non limitatif, deux exemples sont illustrés en (21) figure 10 et en (22) figure 11.
Selon une variante du présent brevet, figure 12 , la paroi latérale extérieure (11) du bossage (4) du piston (3) ou la paroi intérieure (10) de la petite chambre (2) , ou ces deux parois, peuvent être équipés d'une saignée pour faciliter le passage de l'air ou du mélange ou des gaz en incandescence ou encore des gaz brûlés depuis la cylindrée générale (13) vers l'intérieur de la petite chambre (2) ou bien depuis la petite chambre (2) vers la cylindrée générale (13) selon la partie du cycle du moteur où soit une saignée (23) figure 12, soit l'autre (24) figure 12, ou les deux, favorisent le contrôle des communications entre la petite chambre (2) et la cylindrée générale (13) .
A titre démonstratif et non limitatif, ces saignées peuvent être situées dans l'axe de l'injecteur (5) de la petite chambre (2) .
Selon une variante non illustrée, un ou plusieurs injecteurs (5) peuvent équiper le fond de la culasse (9) ou le fond (12) de la petite chambre (2) , dans la culasse (9) ou les deux fonds - pour répondre aux besoins de certains types de moteurs de configurations particulières dont les turbulences spécifiques des gaz nécessitent un ou plusieurs injecteurs (5) dans certaines parties de la cylindrée générale (13) et/ou dans certaines parties de la petite chambre (2) pour assurer l'alimentation homogène en carburant de l'air sous pression contenu dans la petite chambre (2) et/ou dans la cylindrée générale (13) ou les deux.
Selon une variante non illustrée du présent brevet, une ou plusieurs bougies (6) peuvent équiper la culasse (9) , ou la petite chambre (2) dans la culasse (9) , ou les deux, pour répondre au besoin de certains types de moteurs de configurations spécifiques qui ont besoin, dans certaines parties de la culasse (9) et/ou de la petite chambre (2), d'assurer l'allumage complet du mélange carburant/air dans toutes ces parties .
Selon une variante non illustrée, le contrôle de la puissance développée par le moteur, assuré habituellement par un papillon de contrôle du débit d'air, associé au contrôle du débit de carburant, n'est pas toujours nécessaire selon l'objet du présent brevet.
Le remplissage d'air du cylindre peut être en excès d'air. Dans ce cas le papillon dans le circuit: d'arrivée d'air au moteur peut: être inutile.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif destiné aux moteurs à explosion à deux temps ou à quatre temps, à allumage commandé et injection directe de carburant liquide sous forte pression, caractérisé en ce qu ' il permet le démarrage de la combustion d'un mélange carburant/air, globalement très pauvre en carburant.
Le dispositif est constitué d'une part d'un bossage (4) solidaire, de construction, du dessus (7) du piston (3); d'autre part d'une petite chambre (2) située dans la culasse (9) du moteur et dans laquelle, cydiquement, à proximité du point-mort-haut du piston (3) et jusqu'à son point-mort-haut, le bossage (4) vient pénétrer dans la petite chambre (2) de la culasse (9) , sans aucun contact entre leurs parois latérales (11) et (10) ; le bossage (4) et la petite chambre (2) sont de formes coordonnées pour ménager, lorsque le bossage (4) a pénétré dans la petite chambre (2) , un espace (15) entre leurs parois, espace qui assure une conductance faible mais nécessaire entre l'intérieur de la petite chambre (2) et le reste de l'air de la cylindrée générale (13) .
2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au point-mort-haut, entre la surface (8) du bossage (4) et la surface du fond (12) de la petite chambre (2) est une hauteur plus importante que la hauteur entre la surface du dessus (7) du piston (3) et la surface du fond de la culasse (9) .
3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les formes latérales du bossage (4) et les formes latérales de l'intérieur de la petite chambre (2), formes toujours coordonnées l'une avec l'autre, sont de sections comme illustrées, à titre démonstratif et non limitatif, par (19) et (20) , qui tient compte de la place des organes de la culasse : soupapes, etc. 4) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la forme de dessus (8) du bossage (4) , illustré à titre démonstratif et non limitatif en (25) , dispose d'une forme de nature à créer dans la petite chambre (2) une turbulence des gaz.
5) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le positionnement du bossage (4) et le positionnement de la petite chambre (2) , qui sont toujours face à face, sont choisis sur la partie de la surface (7) du piston (3) et sur la surface disponible dans le fond de la culasse (9) comme illustré, à titre démonstratif et non limitatif, en (21) et en (22) .
6) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que la paroi latérale extérieure (11) du bossage (4) ou la paroi intérieure (10) de la petite chambre (2) , comportent une saignée pour faciliter le passage des gaz depuis la cylindrée générale (13) vers l'intérieur de la petite chambre (2) comme illustré, à titre démonstratif et non limitatif, en (23) pour le bossage (4) et en (24) pour la petite chambre (2) .
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que plusieurs injecteurs (5) équipent le fond (12) de la petite chambre (2) .
8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que plusieurs bougies (6) équipent la petite chambre (2) .
9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le contrôle de la puissance du moteur ne nécessite pas l'usage d'un papillon à l'admission. L'entrée dans le moteur de l'air aspiré est libre, dit en excès d'air.
PCT/FR2007/000878 2006-11-17 2007-05-25 Allumage d'un melange carburant/air extremement pauvre dans les moteurs a explosion WO2008059117A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0610046A FR2908824A1 (fr) 2006-11-17 2006-11-17 Dispositif permettant de demarrer la combustion d'un melange air/carburant extrement pauvre dans les moteurs a allumage commande et injection directe haute pression
FR0610046 2006-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008059117A1 true WO2008059117A1 (fr) 2008-05-22

Family

ID=38521111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2007/000878 WO2008059117A1 (fr) 2006-11-17 2007-05-25 Allumage d'un melange carburant/air extremement pauvre dans les moteurs a explosion

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2908824A1 (fr)
WO (1) WO2008059117A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104040136A (zh) * 2011-11-17 2014-09-10 万国引擎知识产权有限责任公司 Ic发动机气缸和活塞

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5240210A (en) * 1975-09-27 1977-03-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Complex combustion chamber system internal combustion engine
US5076229A (en) * 1990-10-04 1991-12-31 Stanley Russel S Internal combustion engines and method of operting an internal combustion engine using staged combustion
WO1997035102A1 (fr) * 1996-03-19 1997-09-25 Outboard Marine Corporation Configurations d'evidement de piston de moteur deux-temps
WO1997038213A1 (fr) * 1996-04-05 1997-10-16 Outboard Marine Corporation Chambre de combustion stratifiee pour moteur a combustion interne a deux temps balaye transversalement
US5701864A (en) * 1996-02-28 1997-12-30 Tanigawa; Hiroyasu Energy transformation method and its system for piston reciprocating cycle
WO1999023376A1 (fr) * 1997-11-04 1999-05-14 Oleg Nijegorodtsev Moteur gdi a systeme mms
FR2776016A1 (fr) * 1998-03-12 1999-09-17 Lucas Conwell Frederic Perfectionnement d'un moteur a combustion interne a injection

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5240210A (en) * 1975-09-27 1977-03-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Complex combustion chamber system internal combustion engine
US5076229A (en) * 1990-10-04 1991-12-31 Stanley Russel S Internal combustion engines and method of operting an internal combustion engine using staged combustion
US5701864A (en) * 1996-02-28 1997-12-30 Tanigawa; Hiroyasu Energy transformation method and its system for piston reciprocating cycle
WO1997035102A1 (fr) * 1996-03-19 1997-09-25 Outboard Marine Corporation Configurations d'evidement de piston de moteur deux-temps
WO1997038213A1 (fr) * 1996-04-05 1997-10-16 Outboard Marine Corporation Chambre de combustion stratifiee pour moteur a combustion interne a deux temps balaye transversalement
WO1999023376A1 (fr) * 1997-11-04 1999-05-14 Oleg Nijegorodtsev Moteur gdi a systeme mms
FR2776016A1 (fr) * 1998-03-12 1999-09-17 Lucas Conwell Frederic Perfectionnement d'un moteur a combustion interne a injection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104040136A (zh) * 2011-11-17 2014-09-10 万国引擎知识产权有限责任公司 Ic发动机气缸和活塞

Also Published As

Publication number Publication date
FR2908824A1 (fr) 2008-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0967372A2 (fr) Moteur à combustion interne à deux combustibles avec allumage d'un mélange homogène de gaz, d'air et d'un combustible-pilote
FR2585075A1 (fr) Procede de fonctionnement d'un moteur a combustion interne a allumage par etincelle, moteur a combustion de ce type et vehicule automobile equipe d'un tel moteur
EP1801398A1 (fr) Procédé d'injection de carburant pour moteur à combustion interne, notamment à injection directe, comportant un piston muni d'un bol avec un téton
EP0057150B1 (fr) Chambre de combustion d'un moteur alternatif à combustion interne favorisant une turbulence rotative de combustion
FR2760256A1 (fr) Moteur a combustion interne et allumage par etincelle
JP2002266645A (ja) エンジン及びその運転方法及び副室機構
FR2781840A1 (fr) Dispositif et procede d'allumage pour moteur a combustion interne et paroi de separation correspondante
WO2008059117A1 (fr) Allumage d'un melange carburant/air extremement pauvre dans les moteurs a explosion
CA1170519A (fr) Ensemble pompe-injecteur de combustible pour moteur a combustion interne
JP4086440B2 (ja) エンジン
CA1170520A (fr) Dispositif de pompage et d'injection pour moteur a combustion interne
FR2860044A1 (fr) Chambre de combustion destinee a reduire les emissions de suies
JP2008111399A (ja) 複リンク式可変圧縮比エンジン
JP4007729B2 (ja) エンジン及びその運転方法
EP1062414A1 (fr) Perfectionnement d'un moteur a combustion interne a injection
RU2344299C1 (ru) Двухтактный бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива и электронной системой управления
FR2837533A1 (fr) Moteur a combustion interne a injection directe
FR2583108A2 (fr) Procede d'amelioration du fonctionnement d'un moteur a combustion interne, a cycle court, et moteur a combustion interne a fonctionnement ameliore a cycle court et a structure simplifiee
JP2000265867A (ja) 予混合圧縮自着火エンジンとその制御方法
FR2652614A1 (fr) Appareil destine a injecter de l'air dans un moteur a combustion interne, apres la combustion, et bougie d'allumage destinee a etre utilisee avec un tel appareil.
FR2554173A1 (fr) Dispositif d'injection pilote pour moteurs a combustion interne
FR2860043A1 (fr) Piston pour chambre de combustion destinee a reduire les emissions de suies
CH333656A (fr) Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à piston et moteur pour la mise en oeuvre de ce procédé
JP2006274902A (ja) 筒内噴射式のレシプロ型エンジン
Nakamura et al. Noble Hydrogen Engine with Knock-less and Low NO X Emission Employing Hydrogen Gas-jet Combustion and Z-crankshaft Mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07765954

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: CONSTATATION DE LA PERTE D UN DROIT CONFORMEMENT A LA REGLE 112(1) CBE. FORMULAIRE OEB 2524 DU 23/02/2010.

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07765954

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1