MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A INJECTION DIRECTE DIRECT INJECTION INTERNAL COMBUSTION ENGINE
L'invention concerne un moteur à combustion interne et plus particulièrement un moteur à injection directe. La présente invention concerne plus particulièrement les moteurs du type à allumage par compression fonctionnant selon le cycle Diesel.The invention relates to an internal combustion engine and more particularly to a direct injection engine. The present invention relates more particularly to engines of the compression ignition type operating according to the Diesel cycle.
La présente invention concerne également un piston pour moteur à combustion interne pour réaliser un tel moteur.The present invention also relates to a piston for an internal combustion engine for producing such an engine.
On connaît, par exemple par les documents US 5 150 677 ou US 5 868 112, un moteur à injection directe de carburant comprenant un carter dans lequel sont disposés plusieurs cylindres, des pistons venant coulisser dans les cylindres et une culasse fermant l'extrémité supérieure du carter.Are known, for example from documents US 5 150 677 or US 5 868 112, a direct fuel injection engine comprising a casing in which are arranged several cylinders, pistons sliding in the cylinders and a cylinder head closing the upper end of the housing.
La culasse comprend pour chaque cylindre : des conduits d'admission et d'échappement obturés sélectivement par au moins une (de préférence deux) soupape d'admission montée dans la culasse, au moins (de préférence deux) une soupape d'échappement montée dans la culasse.The cylinder head comprises for each cylinder: intake and exhaust ducts selectively closed by at least one (preferably two) intake valve mounted in the cylinder head, at least (preferably two) an exhaust valve mounted in the breech.
Un injecteur de carburant est également logé dans la culasse en regard de chacun des cylindres, cet injecteur débouchant dans la partie inférieure de la culasse en regard du cylindre, approximativement au centre de celui- ci.A fuel injector is also housed in the cylinder head facing each of the cylinders, this injector opening in the lower part of the cylinder head facing the cylinder, approximately in the center of the latter.
Les pistons sont conformés pour présenter sur leur face supérieure orientée vers la culasse, une cavité centrale en forme de bol profilé entourée d'une zone de chasse annulaire.The pistons are shaped to present on their upper face oriented towards the cylinder head, a central cavity in the shape of a profiled bowl surrounded by an annular flushing zone.
Pour chaque cylindre, la chambre de combustion de ce type de moteur est ainsi formée par la surface de la culasse en regard du cylindre, la paroi
supérieure cylindrique du carter orientée vers la culasse et la surface supérieure du piston.For each cylinder, the combustion chamber of this type of engine is thus formed by the surface of the cylinder head facing the cylinder, the wall cylindrical upper part of the housing oriented towards the cylinder head and the upper surface of the piston.
De la forme de cette chambre de combustion dépend la qualité de la préparation du mélange carburé et de là, la qualité de la combustion. Cette forme est donc soigneusement étudiée notamment vis-à-vis du jet de carburant injecté et du positionnement des soupapes d'admission et d'échappement.On the shape of this combustion chamber depends the quality of the preparation of the fuel mixture and from there, the quality of the combustion. This shape is therefore carefully studied in particular with respect to the injected fuel jet and the positioning of the intake and exhaust valves.
De très nombreuses formes de profil du bol ménagé dans la tête du piston ont été proposées tant dans le but d'améliorer les performances du piston que dans celui de limiter les émissions de fumées liées à une mauvaise élimination des suies.Numerous forms of profile of the bowl formed in the head of the piston have been proposed both for the purpose of improving the performance of the piston and that of limiting the emissions of smoke linked to poor elimination of soot.
D'une manière générale, les chambres de combustion Diesel à injection directe sous haute pression ou « common rail » utilisées actuellement, présentent les traits suivants :In general, the diesel combustion chambers with direct injection under high pressure or "common rail" currently used, have the following features:
- le bol du piston est axisymétrique et d'axe vertical : il comporte une partie centrale ou téton surélevée se raccordant à une paroi latérale ou extérieure qui peut être verticale ou comporter une concavité. La partie centrale peut être en forme de cône d'angle alpha, comme montré dans les brevets mentionnés ci-dessus ; exceptionnellement, la partie latérale peut être évasée, comme montré dans les brevets US4662319, US4161165 ou US4242948, mais la préférence va généralement à une forme concave ;- The bowl of the piston is axisymmetric and of vertical axis: it comprises a central part or raised stud connecting to a lateral or external wall which can be vertical or have a concavity. The central part may be in the form of an alpha angle cone, as shown in the patents mentioned above; exceptionally, the side part can be flared, as shown in patents US4662319, US4161165 or US4242948, but the preference generally goes to a concave shape;
- l'injecteur envoie plusieurs jets (au moins quatre) de carburant sous haute pression (une pression supérieure à 600 bars) disposés sur un cône d'angle bêta, appelé angle de nappe, et d'axe coïncidant avec l'axe du bol, ce dispositif d'injection de carburant dans la
chambre de combustion présente traditionnellement une unique nappe de jets de carburant ;- the injector sends several jets (at least four) of fuel under high pressure (a pressure greater than 600 bars) arranged on a beta angle cone, called tablecloth angle, and with an axis coinciding with the axis of the bowl , this fuel injection device in the combustion chamber traditionally has a single layer of fuel jets;
- l'injection principale se fait près du point mort haut (PMH), c'est-à- dire près du plan de la culasse ;- the main injection is made near top dead center (TDC), that is to say near the plane of the cylinder head;
- les axes de carburant intersectent la paroi extérieure du bol lorsque le piston est au point mort haut, comme on le voit par exemple sur les figures du document US4635597, et il en résulte un mouvement tourbillonnaire d'axe horizontal destiné à dévier le mélange d'abord vers le bas puis le centre du bol.- The fuel axes intersect the outer wall of the bowl when the piston is in top dead center, as seen for example in the figures in document US4635597, and this results in a swirling movement with a horizontal axis intended to deflect the mixture of first down then the center of the bowl.
On pensait généralement que cette technique antérieure était globalement satisfaisante. Cependant, des études plus approfondies du déroulement de la combustion ont permis à la Demanderesse de constater une utilisation incomplète du volume de la cavité par la combustion à haut régime : de l'oxygène reste non utilisé, ce qui dégrade la combustion et les émissions polluantes ou encore dégrade les performances pour un même niveau d'émissions de polluants. Par ailleurs, même à faible régime, il existe un risque de confinement de la combustion dans la cavité et de mauvaise utilisation de la zone du cylindre lorsque le piston descend.It was generally believed that this prior technique was generally satisfactory. However, more in-depth studies of the course of combustion have enabled the Applicant to note an incomplete use of the volume of the cavity by combustion at high speed: oxygen remains unused, which degrades combustion and polluting emissions. or degrades performance for the same level of pollutant emissions. Furthermore, even at low speed, there is a risk of combustion confinement in the cavity and improper use of the cylinder area when the piston descends.
Il est possible d'améliorer la répartition du carburant dans la chambre de combustion en utilisant un injecteur ayant la particularité de permettre la création de deux nappes de jets de carburant (au moins quatre par nappe), appelé injecteur bi-nappe.It is possible to improve the distribution of fuel in the combustion chamber by using an injector having the particularity of allowing the creation of two layers of fuel jets (at least four per layer), called twin-layer injector.
On pourra se référer aux références WO0242631, DE10058153, pour une description de ces injecteurs. Ce type d'injecteur permet d'injecter le carburant dans la chambre de combustion sélectivement ou cumulativement selon une première nappe dite « nappe à angle ouvert » et une seconde nappe dite « nappe à angle resserré ».
L'injecteur bi-nappe permet un fonctionnement avec une seule nappe (de préférence la nappe 1) principalement en charge partielle (ou point de fonctionnement moteur faiblement chargé) et ainsi autorise l'utilisation d'une faible perméabilité afin d'apporter un gain en terme d'émission de polluants. Dans un second type de fonctionnement, principalement à haut régime et forte charge, les deux nappes de l'injecteur sont ouvertes et permettent d'améliorer les performances du moteur.Reference may be made to references WO0242631, DE10058153, for a description of these injectors. This type of injector makes it possible to inject the fuel into the combustion chamber selectively or cumulatively according to a first ply called "open angle ply" and a second ply called "narrow angle ply". The bi-ply injector allows operation with a single ply (preferably ply 1) mainly under partial load (or lightly charged engine operating point) and thus allows the use of low permeability to provide gain in terms of pollutant emissions. In a second type of operation, mainly at high speed and high load, the two layers of the injector are open and make it possible to improve the performance of the engine.
L'invention proposée consiste donc à proposer dans le cadre d'un moteur équipé d'injecteur bi-nappes, une forme optimisée de la cavité ménagée dans le piston adaptée tout à la fois à un fonctionnement de l'injecteur avec les deux nappes ouvertes (point de fonctionnement fortement chargé) et à un fonctionnement mono-nappe à faible charge.The proposed invention therefore consists in proposing in the context of an engine equipped with two-ply injector, an optimized shape of the cavity formed in the piston adapted at the same time to an operation of the injector with the two plies open. (heavily loaded operating point) and low load single-layer operation.
L'invention a pour but d'améliorer le fonctionnement et les performances d'un moteur, par une utilisation optimale du volume de la cavité à tous les régimes. L'invention consiste plus précisément à optimiser la forme de la cavité pour permettre une répartition optimum du carburant issu d'un injecteur bi-nappe.The invention aims to improve the operation and performance of an engine, by optimal use of the volume of the cavity at all speeds. The invention more precisely consists in optimizing the shape of the cavity to allow optimum distribution of the fuel coming from a twin-ply injector.
Le moteur à combustion interne selon l'invention comprend un carter comportant un alésage cylindrique, une culasse, un piston logé dans le cylindre, un injecteur de carburant piloté par des moyens électroniques de contrôle.The internal combustion engine according to the invention comprises a casing comprising a cylindrical bore, a cylinder head, a piston housed in the cylinder, a fuel injector controlled by electronic control means.
Selon l'invention, le moteur est caractérisé en ce que l'injecteur est adapté pour injecter le carburant selon une première nappe et/ou une seconde nappe distincte et en ce que le piston comporte une cavité destinée à coopérer avec lesdites nappes lors du passage du piston au voisinage du point mort haut, la cavité étant conformée de façon que les deux nappes n'interfèrent pas directement lorsque l'injection du carburant est opérée simultanément selon la première et la seconde nappes.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, les première et second nappes de carburant sont sensiblement coniques et sensiblement coaxiales, la première nappe enveloppant la seconde nappe.According to the invention, the engine is characterized in that the injector is adapted to inject the fuel according to a first ply and / or a separate second ply and in that the piston has a cavity intended to cooperate with said plies during passage piston near the top dead center, the cavity being shaped so that the two layers do not interfere directly when the fuel injection is operated simultaneously according to the first and the second layers. According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the first and second fuel layers are substantially conical and substantially coaxial, the first layer enveloping the second layer.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, le sommet de ladite première nappe de carburant s'étend à une distance du plan de joint de la culasse sensiblement inférieure à la distance séparant le sommet de la seconde nappe de carburant du plan de joint de la culasse.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the top of said first fuel layer extends at a distance from the joint plane of the cylinder head substantially less than the distance separating the top of the second fuel layer from the plane of cylinder head gasket.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, la première nappe présente un angle au sommet (betal) compris entre 140° et 175°.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the first ply has an angle at the top (betal) of between 140 ° and 175 °.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, la seconde nappe présente un angle au sommet (béta2) compris entre 90° et 160°.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the second ply has an angle at the top (beta 2) of between 90 ° and 160 °.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, la cavité ménagée dans la tête du piston comprend une gorge annulaire délimitée vers l'ouverture de la cavité par un redan et une protubérance centrale faisant face à l'injecteur.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the cavity formed in the head of the piston comprises an annular groove delimited towards the opening of the cavity by a step and a central protuberance facing the injector.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, le redan s 'étendant dans la cavité ménagée dans la tête du piston est agencé de façon à pouvoir être impacté par ladite première nappe.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the step extending in the cavity formed in the head of the piston is arranged so as to be able to be impacted by said first ply.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, la protubérance centrale s 'étendant dans la cavité ménagée dans la tête du piston est de forme sensiblement conique et est agencée de façon à pouvoir être balayée par la seconde nappe de carburant.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the central protuberance extending into the cavity formed in the head of the piston is of substantially conical shape and is arranged so that it can be swept by the second fuel layer.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, la cavité ménagée dans la tête du piston satisfait la relation : 2,8 < Dbol/Hbol < 3,6 ; avec
Dbol : diamètre maximal de la gorge annulaire ; Hbol : profondeur maximale de la cavité.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the cavity formed in the head of the piston satisfies the relationship: 2.8 <Dbol / Hbol <3.6; with Dbol: maximum diameter of the annular groove; Hbol: maximum depth of the cavity.
Selon une autre caractéristique du moteur objet de l'invention, la cavité ménagée dans la tête du piston satisfait la relation : 5% < ((Dbol - Dcol)/ Dbol* 100) < 9%, avec Dbol : diamètre maximal de la gorge annulaire ; Dcol : diamètre minimal au niveau du redan.According to another characteristic of the engine which is the subject of the invention, the cavity formed in the head of the piston satisfies the relationship: 5% <((Dbol - Dcol) / Dbol * 100) <9%, with Dbol: maximum diameter of the groove annular; Dcol: minimum diameter at the step.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels :The present invention and its advantages will be better understood on studying the detailed description of an embodiment given by way of nonlimiting example and illustrated by the appended drawings, in which:
- la figure 1 représente une vue en coupe schématique et partielle d'un moteur à combustion interne ;- Figure 1 shows a schematic and partial sectional view of an internal combustion engine;
- les figures 2, 3a et 3b représentent des vues schématiques en coupe d'un injecteur bi-nappe ; - la figure 4 est une vue partielle en coupe axiale précisant la forme d'un piston selon l'invention ;- Figures 2, 3a and 3b show schematic sectional views of a two-ply injector; - Figure 4 is a partial view in axial section specifying the shape of a piston according to the invention;
- la figure 5 est une vue de détail du piston représenté à la figure 4 précisant les zones d'impact des jets de carburant, lorsque le piston se trouve au voisinage du point mort haut.- Figure 5 is a detail view of the piston shown in Figure 4 specifying the impact zones of the fuel jets, when the piston is near the top dead center.
Sur la figure 1, un carter de moteur 1 comprend un cylindre 2 pourvu d'un alésage 3 et fermé à son extrémité supérieure par une culasse 4. Un piston 5 coulisse dans l'alésage 3 du cylindre 2, en formant entre la surface supérieure 6 du piston, le haut de l'alésage 3 et la surface inférieure en regard de la culasse 4 une chambre de combustion 7.
La culasse 4 comprend des moyens d'admission de gaz d'admission formés par au moins un conduit 8 débouchant dans le toit de la chambre 7 par une ouverture 9, et une soupape de commande 10 apte à être actionnée entre une position fermée d'obturation de l'ouverture 9 et une position ouverte d'admission des gaz. La soupape 10 comprend une tige de commande 11 et une tête d'obturation 12 de forme tronconique, dont la surface périphérique inclinée vient en contact avec une surface correspondante de l'ouverture 9 formant siège de soupape pour fermer l'ouverture 9.In FIG. 1, an engine casing 1 comprises a cylinder 2 provided with a bore 3 and closed at its upper end by a cylinder head 4. A piston 5 slides in the bore 3 of the cylinder 2, forming between the upper surface 6 of the piston, the top of the bore 3 and the bottom surface opposite the cylinder head 4 a combustion chamber 7. The cylinder head 4 comprises intake gas intake means formed by at least one conduit 8 opening into the roof of the chamber 7 through an opening 9, and a control valve 10 capable of being actuated between a closed position of obturation of the opening 9 and an open gas intake position. The valve 10 comprises a control rod 11 and a closure head 12 of frustoconical shape, the inclined peripheral surface of which comes into contact with a corresponding surface of the opening 9 forming a valve seat to close the opening 9.
La culasse 4 comprend des moyens d'échappement des gaz brûlés formés par au moins un conduit d'échappement 13 débouchant dans le toit de la chambre 7 par une ouverture 14 apte à être fermée par une soupape de commande 15 comprenant une tige d'actionnement 16 et une tête d'obturation 17.The cylinder head 4 comprises exhaust means for the burnt gases formed by at least one exhaust duct 13 opening into the roof of the chamber 7 through an opening 14 capable of being closed by a control valve 15 comprising an actuating rod 16 and a shutter head 17.
La culasse 4 comprend également un moyen d'injection de carburant formé par un injecteur 18 piloté recevant à une entrée extérieure le carburant sous une pression adaptée et possédant à une extrémité en saillie dans la chambre 7 une tête d'injection 19 apte à pulvériser le carburant sous forme de fines gouttelettes dans la chambre 7 au moment approprié déterminé par le système de contrôle moteur non figuré, lequel pilote notamment l'instant d'injection et la durée d'injection (c'est-à-dire la quantité injectée).The cylinder head 4 also comprises a fuel injection means formed by a piloted injector 18 receiving the fuel at an external inlet at a suitable pressure and having at one end projecting from the chamber 7 an injection head 19 capable of spraying the fuel in the form of fine droplets in the chamber 7 at the appropriate time determined by the not shown engine control system, which notably controls the injection time and the injection duration (i.e. the quantity injected) .
Le piston 5 comprend une tête 20 dont la surface supérieure 6 en regard de la culasse forme la paroi inférieure de la chambre 7, et une jupe 21 améliorant le guidage du piston en translation dans le cylindre 2. Le piston 5 comprend également une patte de fixation comprenant un axe sur lequel est fixée la tête d'une bielle permettant de transformer le mouvement de translation du piston 5 en mouvement de rotation d'un vilebrequin, non représentés sur la figure 1.
Lors de la rotation du vilebrequin du moteur, le piston 5 se déplace entre une position de point mort bas, ou PMB, éloignée de la culasse 4, et une position de point mort haut, ou PMH, proche de la culasse 4.The piston 5 comprises a head 20 whose upper surface 6 facing the cylinder head forms the lower wall of the chamber 7, and a skirt 21 improving the guiding of the piston in translation in the cylinder 2. The piston 5 also includes a lug of fixing comprising an axis on which is fixed the head of a connecting rod making it possible to transform the translational movement of the piston 5 into the rotary movement of a crankshaft, not shown in FIG. 1. During the rotation of the engine crankshaft, the piston 5 moves between a low neutral position, or PMB, far from the cylinder head 4, and a high neutral position, or TDC, close to the cylinder head 4.
En se reportant aux figures 2, 3a et 3b, on a détaillé la tête d'injection 19 de l'injecteur central de carburant 18.Referring to FIGS. 2, 3a and 3b, the injection head 19 of the central fuel injector 18 has been detailed.
Cette tête d'injection 19 de type bi-nappe présente une première série de trous 191 destinés à produire une première nappe conique de carburant NI, d'angle au sommet bétal. Cette nappe NI est formée, par exemple, par au moins quatre trous et donc quatre jets de carburant.This injection head 19 of the bi-ply type has a first series of holes 191 intended to produce a first conical sheet of fuel NI, of angle at the betal apex. This NI sheet is formed, for example, by at least four holes and therefore four fuel jets.
La tête d'injection 19 de type bi- nappe présente une seconde série de trous 192, ménagés sous les trous de la première nappe en direction du piston. Cette seconde série de trous étant destinés à produire une seconde nappe conique de carburant N2, d'angle au sommet béta2. Cette nappe N2 est formée, par exemple, par au moins quatre trous et donc quatre jets de carburant.The bi-ply type injection head 19 has a second series of holes 192, formed under the holes of the first ply in the direction of the piston. This second series of holes being intended to produce a second conical sheet of fuel N2, with an angle at the top beta2. This layer N2 is formed, for example, by at least four holes and therefore four fuel jets.
La première nappe NI a un angle betal compris entre 140 et 175°, et le point de concours de ses jets est situé à une distance D21 du plan de joint de la culasse 4. La deuxième nappe N2 a un angle beta2 compris entre 90 et 150 degrés, et le point de concours de ses jets est situé à une distance D22 du plan de joint de la culasse 4. Les distances D21 et D22 sont dépendantes de la géométrie de l'injecteur et de son implantation dans la culasse.The first NI ply has a betal angle between 140 and 175 °, and the point of competition of its jets is located at a distance D21 from the joint plane of the cylinder head 4. The second N2 ply has a beta2 angle between 90 and 150 degrees, and the junction point of its jets is located at a distance D22 from the cylinder head gasket plane 4. The distances D21 and D22 are dependent on the geometry of the injector and its location in the cylinder head.
Il existe différentes possibilités de disposer les trous 191 de première nappe NI et les trous 192 de la seconde nappe N2, les uns par rapport aux autres. Une première réalisation, cf. la figure 3a consiste à disposer les trous de telle façon à ce que les jets soient superposés. Dans un
deuxième mode de réalisation, cf. la figure 3b, les trous sont disposés en quinconce.There are different possibilities of placing the holes 191 of the first sheet NI and the holes 192 of the second sheet N2, relative to each other. A first achievement, cf. Figure 3a is to arrange the holes so that the jets are superimposed. In one second embodiment, cf. Figure 3b, the holes are staggered.
L'injecteur 18 est conformé pour pouvoir sélectivement piloter par le système de contrôle moteur pour opérer l'injection de carburant selon l'une et/ ou l'autre des nappes NI, N2 et ce, selon le point de fonctionnement du moteur. Ainsi a forte charge le carburant est injecté simultanément via les deux nappes NI et N2, alors qu'en charge partielle, le carburant est injecté sous la forme de la seule nappe NI.The injector 18 is shaped to be able to selectively control by the engine control system to operate the fuel injection according to one and / or the other of the layers NI, N2 and this, according to the operating point of the engine. Thus at high load the fuel is injected simultaneously via the two layers NI and N2, while at partial load, the fuel is injected in the form of the single layer NI.
En se reportant sur la figure 4, la surface supérieure 6 du piston 5 comprend une cavité centrale 22. Dans l'exemple illustré, cette cavité 26 est entourée d'une zone de chasse 23 circulaire sensiblement plate faisant face à la surface inférieure de la culasse 4. Cette zone de chasse présentée s'étendant perpendiculairement à l'axe du piston pourrait bien évidemment ne pas l'être. Dans le mode de réalisation de la figure 4, pris à titre d'exemple nullement limitatif, la cavité centrale 22 est symétrique de révolution selon l'axe principal du piston 5, et comprend une ouverture 24, une paroi latérale définissant premier gorge 25, une seconde gorge annulaire 26 et entre les deux, une zone de raccordement bombée 27, encore appelée redan (ou réentrant) et une paroi de fond comportant en saillie une protubérance centrale 28.Referring to FIG. 4, the upper surface 6 of the piston 5 comprises a central cavity 22. In the example illustrated, this cavity 26 is surrounded by a substantially flat circular hunting zone 23 facing the lower surface of the cylinder head 4. This hunting zone presented extending perpendicular to the axis of the piston could obviously not be. In the embodiment of FIG. 4, taken by way of nonlimiting example, the central cavity 22 is symmetrical in revolution along the main axis of the piston 5, and comprises an opening 24, a side wall defining the first groove 25, a second annular groove 26 and between the two, a convex connection zone 27, also called step (or reentrant) and a bottom wall projecting from a central protuberance 28.
Cette protubérance centrale 28 est, par exemple, de forme conique et son sommet arrondi est conformé pour se trouver à une distance Dl (généralement entre 4mm et 6mm) du plan de joint de la culasse 4 lorsque le piston 5 est au PMH. Cette protubérance centrale 28 conique est adaptée pour avoir un angle au sommet sensiblement voisin de béta2 et un positionnement adapté pour que la seconde nappe N2 vienne le balayer et soit ainsi dirigée vers le fond de la gorge 26. Le redan 27 est lui positionné pour recevoir la première nappe NI.
Le diamètre maximal de la cavité 26 est défini par la grandeur Dbol au droit de la seconde gorge annulaire 26, et le diamètre minimal au niveau du redan 27 est Dcol. Enfin, Hbol représente la profondeur maximale de la cavité 22 par rapport à l'ouverture 24.This central protuberance 28 is, for example, of conical shape and its rounded top is shaped to be at a distance D1 (generally between 4mm and 6mm) from the joint plane of the cylinder head 4 when the piston 5 is at TDC. This central conical protuberance 28 is adapted to have an angle at the apex substantially similar to beta2 and a positioning adapted so that the second ply N2 comes to sweep it and is thus directed towards the bottom of the groove 26. The step 27 is positioned to receive the first NI tablecloth. The maximum diameter of the cavity 26 is defined by the magnitude Dbol to the right of the second annular groove 26, and the minimum diameter at the step 27 is Dcol. Finally, Hbol represents the maximum depth of the cavity 22 relative to the opening 24.
En se reportant à la figure 5, on voit l'interaction des deux nappes de carburant NI et N2 et de la cavité 22. Cette situation correspond à un fonctionnement à forte charge où la quantité de carburant injectée est la plus importante et où le carburant se trouve injecté à travers les deux nappes NI et N2, en configuration superposée.Referring to Figure 5, we see the interaction of the two fuel layers NI and N2 and the cavity 22. This situation corresponds to a high load operation where the quantity of fuel injected is the most important and where the fuel is injected through the two layers NI and N2, in a superimposed configuration.
Pour favoriser la préparation du mélange air/ carburant nécessaire au bon déroulement de la combustion, il est important que la nappe N2 remplisse bien la gorge annulaire 26 où s'opère le mélange air/ carburant et n'interfère directement avec la nappe NI. Il est par ailleurs important que la nappe NI soit bien répartie à la fois vers la zone de chasse et vers le centre de la chambre de combustion. Cette répartition est assurée par le redan arrondi 27 qui reçoit la nappe NI et limite la pénétration de la nappe NI en direction de la cavité annulaire 26.To promote the preparation of the air / fuel mixture necessary for the proper conduct of combustion, it is important that the layer N2 well fill the annular groove 26 where the air / fuel mixture operates and does not directly interfere with the layer NI. It is also important that the NI tablecloth is well distributed both to the hunting area and to the center of the combustion chamber. This distribution is ensured by the rounded step 27 which receives the NI sheet and limits the penetration of the NI sheet in the direction of the annular cavity 26.
Afin de bien optimiser cette répartition de carburant dans un fonctionnement en bi-nappe, il est nécessaire de faire en sorte que le rapport entre le diamètre du bol Dbol et sa profondeur Hbol soit bien proportionné, c'est-à-dire que le rapport Dbol/Hbol soit compris entre 2,8 et 3,6. Ainsi, on dispose d'un espace permettant d'obtenir la richesse recherchée tout en permettant aux deux nappes de jets NI et N2 de carburant de ne pas être en interférence l'une avec l'autre.In order to optimize this fuel distribution in a bi-layer operation, it is necessary to ensure that the ratio between the diameter of the bowl Dbol and its depth Hbol is well proportioned, that is to say that the ratio Dbol / Hbol is between 2.8 and 3.6. Thus, there is a space allowing the desired wealth to be obtained while allowing the two layers of fuel jets NI and N2 not to be in interference with each other.
D'un autre côté, afin de favoriser l'éjection des gaz situés dans la cavité 22 vers la zone de chasse 23 lors de la détente c'est-à-dire lors de la descente du piston 5, le pourcentage de redan défini par le rapport (Dbol - Dcol) /Dbol* 100 doit être compris entre 5% et 9%.
Cette configuration de la cavité 22 est également bien adaptée à un mode de fonctionnement où seule la nappe NI est présente. Cette configuration est généralement utilisée pour un fonctionnement du moteur en charge partielle. Les angles d'ouverture de cette nappe proposés par la Demanderesse permettent dïnjecter le carburant conformément à un concept dit conventionnel où un injecteur à une seule nappe est monté.On the other hand, in order to promote the ejection of the gases located in the cavity 22 towards the flushing zone 23 during expansion, that is to say when the piston 5 descends, the percentage of step defined by the ratio (Dbol - Dcol) / Dbol * 100 must be between 5% and 9%. This configuration of the cavity 22 is also well suited to an operating mode where only the NI sheet is present. This configuration is generally used for operating the engine under partial load. The angles of opening of this ply proposed by the Applicant make it possible to inject the fuel in accordance with a concept known as conventional where an injector with a single ply is mounted.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations qui ont été spécifiquement décrits dans le courant des exemples ci-dessus et qu'elle s'étend au contraire à toute variante utilisant des moyens équivalents.
Obviously, the invention is not limited to the embodiments which have been specifically described in the course of the above examples and that, on the contrary, it extends to any variant using equivalent means.