WO2011055055A1 - Piston pour moteur a combustion interne et moteur comprenant un tel piston - Google Patents

Piston pour moteur a combustion interne et moteur comprenant un tel piston Download PDF

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a piston for a direct injection combustion engine combustion chamber and more particularly for a compression ignition engine, according to the Diesel cycle.
  • the design of the combustion system according to the Diesel cycle and in particular that of the geometry of the piston is to ensure the specific engine performance ie performance on full load operating points and pollutant emissions and reduced consumption on the points of operation. so-called partial load cycle operation.
  • the design problem of piston geometry for diesel engines lies in the fact that only one geometry is available to ensure full performance performance on the one hand and consumption and / or maintenance services on the other. pollutant emissions at partial load on the other hand. However, these services are antagonistic from a combustion point of view except for performance and consumption.
  • most diesel pistons comprise a cavity forming a bowl.
  • the bowl contains air to burn the fuel when the piston is at its highest position, ie at the top dead center.
  • the edge of the bowl includes a lip that connects the bowl to the piston hunting area that is to say the area between the cylinder head and the top of the piston. So designers will first optimize the geometry of the piston at full load to guarantee the required engine performance and reduce the partial load consumption, others will optimize the geometry of the partial load piston to ensure the lowest level of pollutant emissions.
  • the shape of the diesel piston has thus been much worked to increase the combustion efficiency that is to say reduce the specific consumption at partial load and increase the performance at full load.
  • the shape of the diesel piston will be optimized to promote as much as possible the mixing between the air and the injected liquid fuel.
  • a piston for an internal combustion engine operating on a four-stroke cycle comprising an upper face called hunting, which contributes to delimiting with the engine cylinder head, a hunting zone.
  • the piston further comprises a substantially toric cavity also called bowl, said bowl being provided with a lip comprising a hook-shaped end portion whose shape is adapted to generate a Coanda effect.
  • An object of the present invention is to provide a new piston for diesel direct injection internal combustion engine that solves the disadvantages of the prior art.
  • This object is achieved by a piston for an internal combustion engine with direct injection, in particular of the Diesel type, said piston comprising an upper face called a flare, a bolus forming at its periphery a torus, the connection between the torus and the upper face forming a lip, said lip comprising a circumferential end portion inclined towards the bottom of the bowl, characterized in that the piston has a diameter of torus D and an opening diameter Di of the lip such that the ratio (D-Di) / D is between 0.18 and 0.3 and in that it has a maximum depth T of bowl and a pitch Ti of torus such that the ratio Ti / T is greater than 0.8.
  • the air available in the bowl is sufficient to create intense aerodynamic movements of the "squish" type of the bowl to the hunting area, especially during the relaxation phase.
  • the volume of air in the bowl promotes combustion without soot at low partial load.
  • such a piston form is as suitable for partial loads as for high loads: on the one hand it generates a lot of high load squish to fetch air in the hunt and in the bowl and on the other hand On the other hand, it has a large volume of air in the bowl for the lowest loads where combustion takes place at these speeds.
  • the invention may comprise one or more of the following features: the end portion of the lip comprises an external face having an external length L u of between 0.25 mm and DD, mm and an external height h u between 0.25 mm and 3 ( ⁇ - ⁇ ,) mm. - The end portion of the lip comprises an inlet face having a width H less than 3 ( ⁇ - ⁇ ,) mm and preferably less than 2 mm.
  • the end portion of the lip comprises an inner face having an internal length L d of between 0.25 mm and D-D 1 mm and an internal height h d equal to H + h u + T r
  • the lip comprises a shoulder of concave shape connecting the end portion to the upper face.
  • the piston has a bore of between 75 and 88 mm.
  • the diameter D of torus is between 48 and 60 mm.
  • the maximum bowl depth T is between 10 and 20 mm.
  • the invention also relates to a direct injection internal combustion engine characterized in that it comprises at least one piston according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a partial section of an internal combustion engine comprising a piston according to the invention.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a lip for a piston according to the invention.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the lip for a piston according to the invention.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the lip for a piston according to the invention.
  • FIG. 1 shows a partial section of an internal combustion engine 1 with direct injection, in particular of Diesel type.
  • the engine 1 comprises a piston 2, a cylinder head 3, and a cylinder 4.
  • the piston 2 and the cylinder 4 have an axis of revolution Z.
  • the cylinder 4 has a diameter, also called bore A of between 75 mm and 88 mm.
  • the engine 1 comprises an injector 5 implanted in the cylinder head 3 for injecting fuel directly into the combustion chamber defined by the piston 2, the cylinder 4 and the cylinder head 3.
  • the piston 2 comprises an upper face 6, also known as a flush, which contributes to delimiting with the cylinder head an annular hunting zone 7.
  • the piston further comprises a cavity or bowl 8 having at its periphery a torus 10.
  • the main dimensions of the toric cavity forming the periphery of the bowl 8 are defined mainly by a diameter D of torus, in the direction perpendicular to the axis of Z revolution, and a height T, maximum torus 10, in the direction substantially parallel to the axis of revolution Z.
  • the torus diameter D is between 48 and 60 mm.
  • the bowl 8 is centered with respect to the axis of revolution Z and is open on the side of the cylinder head 3 by an inlet 9 of bowl 8 delimited by a lip 12 which connects the upper face 6 of the piston 2 to the core 10 .
  • the bowl 8 may comprise a central boss 1 1 forming an elevation in the bowl 8 to the bowl inlet 9.
  • the inlet 9 of the bowl 8 delimited by the lip 12 has an opening diameter D, less than or equal to the major diameter D of the bowl 8.
  • the upper region of the piston 2 extending towards the axis of revolution Z and between the opening diameter Di and the diameter D form a reentrant R.
  • the reentrant R can be quantified by the ratio (D-Di) / D.
  • the reentrant R can have a ratio (D-Di) / D between 0 and 0.3. However, according to the invention, preferably, the ratio (D-Di) / D is between 0.18 and 0.3.
  • the maximum depth T of the bowl is between 10 mm and 20 mm.
  • the Ti / T ratio between the torus height T, and the maximum depth T is greater than 0.8.
  • the lip 12 comprises an end portion 13 which projects towards the center of the bowl 8, and is inclined toward the bottom of the bowl 8. By its orientation towards the bottom of the bowl 8, this end portion 13 partially closes the torus 10 .
  • the hooked lip 12 is curved in the same direction as the bowl 8 and it delimits a larger bowl volume 8 than a conventional bowl.
  • the hooked shape of lip 12 has two main beneficial effects:
  • the presence of the hooked lip 12 makes it possible to better distribute the impact of the injection of liquid fuel at the level of the said lip 12, which allows the partial load to limit the high local wealth and therefore the pollutant emissions. soot.
  • the speed of the piston 2 being low at partial load, the combustion takes place completely in the bowl 8.
  • the hooked lip 12 makes it possible to increase the volume of air contained in the bowl and to increase the zone in which the injection of Liquid fuel will evaporate and mix with the air.
  • Figure 2 shows a first embodiment of the hooked lip 12 of the piston 2, with dimensional elements.
  • the end portion 13 of the hooked lip 12 has sharp edges M, N, O, P such that they could be obtained by machining.
  • Figure 3 shows a second embodiment, for which the end portion 13 of the hooked lip 12 has rounded edges ⁇ ', ⁇ ', ⁇ ', P'. Such rounded edges can be obtained by molding.
  • the end portion 13 of the hooked lip 12 comprises an outer face 14 between the edges M and N whose dimensions are determined in the direction perpendicular to the axis of revolution Z by an external length L u between the edge M and the edge N and in the direction parallel to the axis of revolution Z by an external height h u between the edge M and the edge N.
  • the end portion 13 of the hooked lip 12 comprises an inner face 15 between the edges O and P whose dimensions are determined in the direction perpendicular to the axis of revolution Z by an internal length L d between l P edge and the edge O and in the direction parallel to the axis of revolution Z by an internal height h d between the edge P and the edge O.
  • the hooked lip 12 has an input face 16 between the edges N and O whose dimension is determined in the direction parallel to the axis of revolution Z by a width H.
  • the external length L u is between 0.25 mm and the difference between the diameter D torus and the opening diameter Di, that is to say (D-Di).
  • the external height h u is between 0.25 mm and 3 (T-Ti) mm,
  • the width H is less than 3. (T-Ti) mm and preferably the width H of the hooked lip 12 is less than 2 mm.
  • the internal length L d is between 0.25 mm and the difference between the diameter D of torus and the opening diameter Di (D-Di) mm.
  • the internal height h d is between 0.25 mm and the difference between the sum of the torus height T ,, the lip width, H and the internal height, h u and the bowl depth T or H + h u + Ti-T.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of hooked lip 12 of piston 2.
  • the lip 1 2 preferably comprises a shoulder 17 of concave shape connecting the end portion 13 to the upper face 6.
  • the shoulder 1 7 extends towards the center of the bowl 8 by a substantially flat outer zone 1 8.
  • the end portion 13 of the hooked lip 1 2 has ridges M “, N", O “, P “with M”, the edge connecting the flat portion 18 to the outer surface 14.
  • the outer length L u and the external height h u determines the outer surface 14 between the edges M "and N”.
  • the torus 10 can be extended by an inner zone 19 substantially flat and parallel to the upper face 6.
  • a permissible variant comprises any lip shape 1 2 extending the bowl in the center of the piston, to separate a large volume of air in the bowl 8 from the rest of the chamber and reinforcing aerodynamic movements of "squish" type between the bowl and the hunting zone not only in the direction of the hunting zone 7 to the bowl 8 but also in the direction of the bowl 8 to the hunting zone 7.

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Abstract

L'invention concerne un piston pour moteur à combustion interne à injection directe, notamment de type Diesel, ledit piston comprenant une face supérieure (6) appelée chasse, un bol (8) formant à sa périphérie un tore (10), la liaison entre le tore (10) et la face supérieure (6) formant une lèvre (12), ladite lèvre (12) comprenant une partie terminale (13) circonférentielle inclinée vers le fond du bol, caractérisé en ce que le piston (2) présente un diamètre de tore D et un diamètre d'ouverture Di de la lèvre (12) tels que le ratio (D-Di)/D est compris entre 0,18 et 0,3 et en ce qu'il présente une profondeur maximale T de bol (8) et une hauteur Ti de tore (10) tels que le ratio Ti/T est supérieur à 0,8. L'invention concerne aussi un moteur à combustion interne à injection directe comprenant au moins un tel piston.

Description

Piston pour moteur à combustion interne et moteur comprenant un tel piston. Domaine technique de l'invention
La présente invention revendique la priorité de la demande française 0957753 déposée le 03 Novembre 2009 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
La présente invention se rapporte à un piston pour une chambre à combustion de moteur à combustion interne à injection directe et plus particulièrement pour un moteur à combustion à allumage par compression, selon le cycle Diesel.
Arrière-plan technologique
La conception du système de combustion selon le cycle Diesel et en particulier celle de la géométrie du piston consiste à assurer les prestations moteur spécifiques à savoir des performances sur les points de fonctionnement de pleine charge et des émissions polluantes et une consommation réduites sur les points de fonctionnement de cycle d'homologation dits de charge partielle.
Pour assurer ces prestations une fois la base du moteur (la cylindrée ou la ligne d'air figée), un des éléments du système de combustion les plus influents sur le rendement de combustion et sur les émissions polluantes reste la géométrie du piston.
La problématique de conception de la géométrie du piston pour moteur Diesel réside dans le fait que l'on ne dispose que d'une seule géométrie pour assurer les prestations de performances à pleine charge d'une part et les prestations de consommation et/ou d'émissions polluantes à charge partielle d'autre part. Or ces prestations sont antagonistes d'un point de vue de la combustion sauf pour la performance et la consommation. Ainsi la plupart des pistons Diesel comprennent une cavité formant un bol. Le bol contient l'air pour faire brûler le carburant lorsque le piston est à sa position la plus haute, autrement dit au point mort haut. Le bord du bol comprend une lèvre qui relie le bol à la zone de chasse du piston c'est-à-dire la zone située entre la culasse et le haut du piston. Ainsi des concepteurs vont d'abord optimiser la géométrie du piston à pleine charge pour garantir la performance moteur demandée et réduire la consommation à charge partielle, d'autres vont optimiser la géométrie du piston à charge partielle pour garantir le niveau le plus bas d'émissions polluantes.
Il est connu, en fonction du type de motorisation Diesel, plusieurs familles de géométries de pistons Diesel. Pour les poids lourds notamment, les géométries de piston sont optimisées d'un point de vue performance et consommation ce qui a conduit à des bols ouverts à savoir des bols avec de grands diamètres. Pour les moteurs d'automobiles, de nombreux types de géométries de piston existent et dépendent des exigences des constructeurs qui aboutissent à des compromis pleine charge / charge partielle plus ou moins différents.
La forme du piston Diesel a ainsi été beaucoup travaillée afin d'augmenter le rendement de combustion c'est-à-dire réduire la consommation spécifique à charge partielle et augmenter les performances à pleine charge. Pour augmenter ce rendement de combustion, la forme du piston Diesel va être optimisée pour favoriser le plus possible le mélange entre l'air et le carburant liquide injecté.
Il est bien connu, à l'exemple du document EP0945602, que le carburant liquide impacte directement la lèvre et elle assure la séparation de l'injection de carburant liquide entre le bol et la zone de chasse. Ainsi on utilise l'air dans le bol en bénéficiant de mouvement d'air généré par l'injection liquide et on envoie une faible quantité de carburant dans la zone de chasse qui brûlera en fin de combustion lorsque le piston descend. Cependant, avec un tel concept de combustion Diesel, à pleine charge, la fin de combustion est lente car elle dépend directement de la vitesse de descente du piston qui libère de l'espace et donc de l'air pour faire brûler le carburant injecté dans la zone de chasse. De ce fait, la quantité de carburant maximale à injecter qui détermine la puissance maximale du moteur est directement limitée par la rapidité de la fin de combustion. En effet plus la combustion est lente et plus la fin de combustion aura lieue tardivement dans la détente. Ceci va entraîner une température d'échappement plus grande ce qui constitue une contrainte majeure, par exemple pour une turbine de turbocompresseur. A charge partielle, l'injection impactant la lèvre dans une zone très petite vu que la vitesse de déplacement du piston est faible, les richesses locales sont élevées ce qui favorisent la formation des suies. II est connu par ailleurs du document JP4330328 un piston pour moteur à combustion interne fonctionnant sur un cycle à quatre temps comprenant une face supérieure appelée chasse, qui concoure à délimiter avec la culasse du moteur, une zone de chasse. Le piston comprend par ailleurs une cavité sensiblement torique encore nommé bol, ledit bol étant doté d'une lèvre comprenant une partie terminale en forme de crochet dont la forme est adaptée pour générer un effet Coanda. Cet effet favorise des mouvements aérodynamiques de type « squish » c'est-à-dire des mouvements aérodynamiques de la zone de chasse vers le bol prenant naissance en particulier pendant la phase de compression, lorsque le piston se rapproche de la culasse. Cependant une telle forme de piston ne permet pas créer un mouvement aérodynamique intense de « squish » dans le sens inverse, c'est-à-dire du bol vers la zone de chasse en particulier pendant la phase de détente.
Un objet de la présente invention est de proposer un nouveau piston pour moteur à combustion interne à injection directe Diesel qui permet de résoudre les inconvénients de l'art antérieur. Ce but est atteint par un piston pour moteur à combustion interne à injection directe, notamment de type Diesel, ledit piston comprenant une face supérieure appelée chasse, un bol formant à sa périphérie un tore, la liaison entre le tore et la face supérieure formant une lèvre, ladite lèvre comprenant une partie terminale circonférentielle inclinée vers le fond du bol, caractérisé en ce que le piston présente un diamètre de tore D et un diamètre d'ouverture Di de la lèvre tels que le ratio (D-Di)/D est compris entre 0,18 et 0,3 et en ce qu'il présente une profondeur maximale T de bol et une hauteur Ti de tore tels que le ratio Ti/T est supérieur à 0,8.
Avec une telle forme de piston, l'air disponible dans le bol est suffisant pour créer des mouvements aérodynamiques intenses de type « squish » du bol vers la zone de chasse, en particulier lors de la phase de détente. De plus, le volume d'air dans le bol favorise la combustion sans suies à faible charge partielle. Ainsi une telle forme de piston est autant adaptée pour les charges partielles que pour les charges élevées : d'une part il génère beaucoup de « squish » à charge élevée pour aller chercher l'air dans la chasse et dans le bol et d'autre part il dispose d'un important volume d'air dans le bol pour les plus faibles charges là où la combustion a lieu à ces régimes.
Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la partie terminale de la lèvre comprend une face externe comportant une longueur externe Lu comprise entre 0,25 mm et D-D, mm et une hauteur externe hu comprise entre 0,25 mm et 3(Τ-Τ,) mm. - la partie terminale de la lèvre comprend une face d'entrée comportant une largeur H inférieure à 3(Τ-Τ,) mm et de préférence inférieure à 2 mm.
- la partie terminale de la lèvre comprend une face interne comportant une longueur interne Ld comprise entre 0,25 mm et D-Di mm et une hauteur interne hd égale à H+hu+Tr
T.
- la lèvre comprend un épaulement de forme concave raccordant la partie terminale à la face supérieure.
- le piston a un alésage compris entre 75 et 88 mm.
- le diamètre D de tore est compris entre 48 et 60 mm. - la profondeur maximale T de bol est comprise entre 10 et 20 mm.
Par ailleurs, l'invention a aussi pour objet un moteur à combustion interne à injection directe caractérisé en ce qu'il comprend au moins un piston selon l'invention.
Brève description des dessins
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
- La figure 1 est une représentation schématique d'une coupe partielle d'un moteur à combustion interne comprenant un piston selon l'invention.
- La figure 2 présente un premier mode de réalisation d'une lèvre pour un piston selon l'invention.
- La figure 3 présente un second mode de réalisation de la lèvre pour un piston selon l'invention.
- La figure 4 présente un troisième mode de réalisation de la lèvre pour un piston selon l'invention.
Description détaillée La figure 1 présente une coupe partielle d'un moteur à combustion interne 1 à injection directe, en particulier de type Diesel. Le moteur 1 comprend un piston 2, une culasse 3, et un cylindre 4. Le piston 2 et le cylindre 4 ont un axe de révolution Z. De préférence, le cylindre 4 a un diamètre, encore nommé alésage A compris entre 75 mm et 88 mm. Par ailleurs, le moteur 1 comprend un injecteur 5 implanté dans la culasse 3 pour injecter directement du carburant dans la chambre de combustion délimitée par le piston 2, le cylindre 4 et la culasse 3.
Le piston 2 comprend une face supérieure 6 encore appelée chasse qui concoure à délimiter avec la culasse une zone de chasse 7 annulaire. Le piston comprend de plus une cavité ou bol 8 comportant à sa périphérie un tore 10. Les dimensions principales de la cavité torique formant la périphérie du bol 8 sont définies principalement par un diamètre D de tore, dans le sens perpendiculaire à l'axe de révolution Z, et une hauteur T, maximum du tore 10, dans le sens sensiblement parallèle à l'axe de révolution Z. Dans ce mode de réalisation, de préférence, le diamètre D de tore est compris entre 48 et 60 mm.
Par ailleurs, le bol 8 est centré par rapport à l'axe de révolution Z et est ouvert du coté de la culasse 3 par une entrée 9 de bol 8 délimitée par une lèvre 12 qui raccorde la face supérieure 6 du piston 2 au tore 10.
Le bol 8 peut comprendre un bossage central 1 1 formant une élévation dans le bol 8, vers l'entrée 9 de bol. L'entrée 9 du bol 8 délimitée par la lèvre 12 a un diamètre d'ouverture D, inférieur ou égal au diamètre majeur D du bol 8. La région supérieure du piston 2 s'étendant vers l'axe de révolution Z et comprise entre le diamètre d'ouverture Di et le diamètre D forme un réentrant R. Le réentrant R peut être quantifié par le ratio (D-Di)/D. le réentrant R peut avoir un ratio (D-Di)/D compris entre 0 et 0,3. Cependant, conformément à l'invention, de préférence, le ratio (D-Di)/D est compris entre 0,18 et 0,3.
De préférence, la profondeur maximale T du bol est comprise entre 10 mm et 20 mm. De préférence, le ratio Ti/T entre la hauteur de tore T, et la profondeur maximale T est supérieur à 0,8. La lèvre 12 comprend une partie terminale 13 qui s'avance vers le centre du bol 8, et est inclinée vers le fond du bol 8. De par son orientation vers le fond du bol 8, cette partie terminale 13 referme en partie le tore 10. Nous désignerons dans la suite du mémoire une telle lèvre 12 par l'expression lèvre crochetée car, vue en section, la forme d'une telle lèvre 12 évoque un crochet. La lèvre crochetée 12 est courbée dans le même sens que le bol 8 et elle délimite un volume de bol 8 plus important que sur un bol conventionnel.
La forme crochetée de la lèvre 12 a deux effets bénéfiques principaux :
D'une part, elle permet d'accentuer les mouvements aérodynamiques dit de « squish » c'est-à-dire des mouvements d'air entre le bol 8 et la zone de chasse 7 prenant naissance en particulier pendant la phase de compression, lorsque le piston 2 se rapproche de la culasse 3. Ce mouvement aérodynamique de « squish » s'intensifie avec l'augmentation du régime moteur, ce qui permet : -Lorsque le piston 2 remonte, notamment en phase de compression, le mouvement de l'air est orienté de la zone de chasse 7 vers le bol 8. Ce mouvement dévie l'injection de carburant liquide vers le bol 8, ce qui permet de mieux répartir le carburant dans le bol 8 et ainsi de mieux utiliser l'air qui y est présent. -Lorsque le piston 2 descend, le mouvement d'air est orienté du bol 8 vers la zone de chasse 7. Ceci permet de ramener plus rapidement de l'air provenant du bol 8 dans la zone de chasse 7 pour y être mélangé avec du carburant, ce qui se traduit par une accélération très significative de la fin de combustion. D'autre part la présence de la lèvre 12 crochetée permet de mieux répartir l'impact de l'injection de carburant liquide au niveau de ladite lèvre 12, ce qui permet à charge partielle de limiter les fortes richesses locales et donc les émissions polluantes de suies. La vitesse du piston 2 étant faible à charge partielle, la combustion a lieu totalement dans le bol 8. La lèvre 12 crochetée permet d'augmenter le volume d'air contenu dans le bol et d'augmenter la zone dans laquelle l'injection de carburant liquide va s'évaporer et se mélanger avec l'air. Avec la faible hauteur de la lèvre, une partie importante de l'injection de carburant ne va pas être déviée vers la zone de chasse 7 et va se propager vers le bol 8 de manière à éviter les fortes concentrations de carburant. Cet effet est particulièrement bénéfique à charge partielle pour réduire la formation d'imbrûlés et de suies du fait des richesses locales plus faibles et accélérer leur oxydation du fait d'une plus grande disponibilité d'air. A charge partielle le mouvement de squish dont l'intensité est liée à la vitesse de déplacement du piston est faible comparativement à la vitesse d'injection du carburant liquide. La lèvre 12 crochetée est donc bénéfique car elle permet de contrôler l'aérodynamique du spray à charge partielle.
La figure 2 présente un premier mode de réalisation de lèvre 12 crochetée de piston 2, avec des éléments dimensionnels. Dans ce premier mode de réalisation, la partie terminale 13 de la lèvre crochetée 12 présente des arêtes M, N, O, P vives telles qu'elles pourraient être obtenues par usinage. La figure 3 présente un second mode de réalisation, pour lequel la partie terminale 13 de la lèvre crochetée 12 présente des arêtes arrondies Μ', Ν', Ο', P'. De telles arêtes arrondies peuvent être obtenues par moulage.
Comme l'illustre la figure 2, d'une part, la partie terminale 13 de la lèvre crochetée 12 comprend une face externe 14 comprise entre les arêtes M et N dont les dimensions sont déterminées dans le sens perpendiculaire à l'axe de révolution Z par une longueur externe Lu entre l'arête M et l'arête N et dans le sens parallèle à l'axe de révolution Z par une hauteur externe hu entre l'arête M et l'arête N.
D'autre part, la partie terminale 13 de la lèvre crochetée 12 comprend une face interne 15 comprise entre les arêtes O et P dont les dimensions sont déterminées dans le sens perpendiculaire à l'axe de révolution Z par une longueur interne Ld entre l'arête P et l'arête O et dans le sens parallèle à l'axe de révolution Z par une hauteur interne hd entre l'arête P et l'arête O.
Enfin, la lèvre crochetée 12 a une face d'entrée 16 comprise entre les arêtes N et O dont la dimension est déterminée dans le sens parallèle à l'axe de révolution Z par une largeur H.
De préférence, la longueur externe Lu est comprise entre 0,25 mm et la différence entre le diamètre D de tore et le diamètre d'ouverture Di, c'est-à-dire (D-Di). De préférence, la hauteur externe hu est comprise entre 0,25 mm et 3(T-Ti) mm,
Avantageusement, la largeur H est inférieure à 3.(T-Ti) mm et de préférence la largeur H de la lèvre crochetée 12 est inférieure à 2 mm. De préférence, la longueur interne Ld est comprise entre 0,25 mm et la différence entre le diamètre D de tore et le diamètre d'ouverture Di, (D-Di) mm. De préférence, la hauteur interne hd est comprise entre 0,25 mm et la différence entre la somme de la hauteur de tore T,, de la largeur de lèvre, H et de la hauteur interne, hu et la profondeur de bol T, soit H+hu+Ti-T. La figure 4 présente un troisième mode de réalisation de lèvre 12 crochetée de piston 2. Dans ce mode de réalisation particulier, la lèvre 1 2 comprend de préférence un épaulement 17 de forme concave raccordant la partie terminale 13 à la face supérieure 6. L'épaulement 1 7 se prolonge en direction du centre du bol 8 par une zone externe sensiblement plate 1 8. Dans ce mode de réalisation, la partie terminale 13 de la lèvre crochetée 1 2 présente des arêtes M", N", O", P", avec M", l'arête raccordant la partie plate 18 à la surface externe 14. La longueur externe Lu ainsi que la hauteur externe hu détermine la surface externe 14 comprise entre les arêtes M" et N". Dans une variante, le tore 10 peut se prolonger par une zone interne 19 sensiblement plate et parallèle à la face supérieure 6.
Les modes de réalisation décrits en figure 2 à 4 ne sont aucunement limitatifs. Une variante admissible comprend toute forme de lèvre 1 2 prolongeant le bol dans le centre du piston, permettant de séparer un volume d'air important dans le bol 8 du reste de la chambre et renforçant les mouvements aérodynamiques de type « squish » entre le bol et la zone de chasse non seulement selon le sens de la zone de chasse 7 vers le bol 8 mais aussi selon le sens du bol 8 vers la zone de chasse 7.
Des modélisations de combustion on montré qu'un piston selon l'invention permet un gain en consommation de quelques pourcent à charge partielle ainsi qu'une réduction importante en émissions de suies par rapport à un bol conventionnel.

Claims

Revendications
1 . Piston pour moteur à combustion interne à injection directe, notamment de type Diesel, ledit piston comprenant une face supérieure (6) appelée chasse, un bol (8) formant à sa périphérie un tore (10), la liaison entre le tore (10) et la face supérieure (6) formant une lèvre (1 2), ladite lèvre (12) comprenant une partie terminale (13) circonférentielle inclinée vers le fond du bol, caractérisé en ce que le piston (2) présente un diamètre de tore D et un diamètre d'ouverture D, de la lèvre (1 2) tels que le ratio (D- D,)/D est compris entre 0, 1 8 et 0,3 et en ce qu'il présente une profondeur maximale T de bol (8) et une hauteur T, de tore (1 0) tels que le ratio T/T est supérieur à 0,8.
2. Piston selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie terminale (1 3) de la lèvre (1 2) comprend une face d'entrée (1 6) comportant une largeur (H) inférieure à 3(T-T,) mm et de préférence inférieure à 2 mm.
3. Piston selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la partie terminale (13) de la lèvre (12) comprend une face externe (14) comportant une longueur externe (Lu) comprise entre 0,25 mm et D-D, mm et une hauteur externe (hu) comprise entre 0,25 mm et 3(Τ-Τ,) mm.
4. Piston selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie terminale (1 3) de la lèvre (12) comprend une face interne (1 5) comportant une longueur interne (Ld) comprise entre 0,25 mm et D-D, mm et une hauteur interne (hd) égale à H+hu+Ti-T.
5. Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lèvre (12) comprend un épaulement (17) de forme concave raccordant la partie terminale (1 3) à la face supérieure (6).
6. Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit piston a un alésage (A) compris entre 75 et 88 mm.
7. Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre D de tore (10) est compris entre 48 et 60 mm.
8. Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur maximale T de bol (8) est comprise entre 10 et 20 mm.
9. Moteur à combustion interne à injection directe caractérisé en ce qu'il comprend au moins un piston selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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