La prεsente invention concerne un moteur ä combustion interne comportant au moins une chambre de combustion, un pis¬ ton correspondant, une chambre de turbulence de forme spheri- que ou ovoϊde menagee dans la culasse ä l'extremite superieure de la chambre de combustion et un dispositif d'allumage des gaz comprimes, onte daύs la paroi de la chambre de turbulence.. On connaϊt des moteurs du type Otto comportant une chambre de turbulence menagee dans la culasse au-dessus de la chambre de combustion. A titre d'exemple, la demande de brevet allemand no 2624211 publiee avant exa en decrit un moteur comprenan une chambre de turbulence sensible ent en forme d'ellipsoϊde de revolution, communiquant avec la chambre de combustion par un conduit tubulaire. La demande de brevet franςais publiee sous le no 2420033 decrit un moteur du eme type comportant un evidement communiquant par un canal allonge avec la partie superieure de la chambre de combustion. La demande de brevet allemand no 2542942 publiee avant examen decrit un moteur com¬ portant une chambre de turbulence menagee dans la culasse entrε la chambre de combustion et la soupape d'echappement. Tous ces dispositifs ont pour but de favoriser une meil- leure homogeneite du melange combustible contenant un excedent d'air. Or 1'on sait que 1'accroissement du taux de co pression et 1'excedent d'air dans le melange combustible engendrent un meilleur rendement du moteur et per ettent une reduction non negligeable de la teneur en co posants toxiques dans les gaz

d'echappement. Ceci est essentiellement du ä une meilleure comr bustion et entraxne de faςon connue en soi, une reduction non negligeable de la conso mation en carburant du moteur.

La presente invention propose un perfectionnement ap- porte ä ce type de mcteur, permettant d'ameliorer l'homogeneite du melange, autorisant un fonctionnement ä taux de compression tres eleve et reduisant encore davantage la consommation de carburan .

Dans ce but, la presente invention est caracterisee en ce que la chambre de turbulence est reliee ä la -chambre de com¬ bustion par au moins un canal enage dans la culasse debouchant tangentiellement ä la base de la chambre de turbulence en se re- trecissant, de maniere ä provoquer un flux preferentiel du me¬ lange combustible penetrant dans la chambre, et ä declencher une turbulence cyclonique ordonnee de ce melange autour de l'a- xe de symetrie de la chambre.

Selon une forme de realisation preferee, un moteur ä combustion interne ä quatre temps comporte deux canaux tangen- tiels en communication avec l'entree de la chambre de turbulen- ce, chacun de ces canaux ayant son origine ä proximite immedia- te de la soupape d'admission, respectivement la soupape d'echap¬ pement, et se retrecissant pour deboucher tangentiellement le long de la paroi de la chambre de turbulence ä proximite imme- diate de l'orifice d'entree de cette chambre. La profondeur des canaux est sensiblement en progression inverse par rapport ä la largeur. Les canaux ont de preference une profondeur plus i - portante le long de leur bord concave que le long de leur bord convexe. Ces differentes dispositions permettent d'obtenir d'u- ne part un flux de melange accelere, d'autre part un flux de- bouchant tangentiellement ä l'interieur de la cha bre de turbu¬ lence et enfin un flux legerement incline en direction du fond de la chambre. Cet ensemble de mesures a pour effet d'engendrer

OMPI WIPO

une circulation helicoxdale ä l'interieur de la chambre de tur- ^* bulence

Selon une forme de realisation particuliere de la pre¬ sente invention, le dispositif d'allumage est monte sur une des parois de la chambre de turbulence et un dispositif d'injection directe du carburant est monte ä l'extremite fer ee de la cham¬ bre de- turbulence, sensiblement dans le prolongement de l'axe longitudinal de cette chambre. Cette disposition particuliere pennet d'obtenir une stratification du melange, c'est-ä-dire une concentration de la partie la plus riche du carburant au sommet de la chambre de turbulence. Ce moyen permet d'accroxtre considerablement le taux de compression du moteur et par conse- quent d'atteindre un rendement du moteur fortement ameliore.

La presente invention sera mieux comprise en reference ä la description d'exemples de realisation et du dessin annexe dans lequel : la figure 1 represente une vue partielle de dessous d'u- ne culasse d'un moteur ä quatre temps selon 1'invention, la figure 2 represente une vue en coupe selon la ligne A - A de la figure 1, les figures 3A et 3B repesentent une vue en coupe res- pectivement selon les lignes B - S-et C - C de la figure 1, la figure 4 represente une vue partielle en coupe d'u- ne autre forme de realisation d'un moteur ä quatre temps selon l'inventipn, la figure 5 represente une vue partielle en coupe d'une Variante d'un moteur ä quatre temps selon 1'invention, compor¬ tant un dispositif d'injection directe du carburant, la figure 6 represente une vue partielle en coupe lon- gitudinale d'un moteur ä deux temps selon 1'invention, et la figure 7 represente une vue de dessous de la culasse du moteur ä deux temps de la figure 6.

O PI ., IPO _.v

En reference aux figures 1 ä 3, le bloc moteur ä quatre temps 10, represente partiellement en coupe, comporte quatre chambres de combustion 11 dans lesquelles sont respectivement montes quatre pistons 12. Une culasse 13 surmonte le bloc mo- teur 10 et porte quatre soupapes d'ad ission 14, quatre soupa- pes d'echappement 15, ainsi que le mecanisme de com ande de ces soupapes (non represente). De fa on connue en soi, des canaux de refroidissement 16 sont menages dans le bloc 10 et la culas¬ se 13 pour assurer le refroidissement du moteur en cours de fonctionnemen . Une chambre de turbulence 17 de forme ovoxde est menagee dans la culasse et debouche a l'extremite superieure de la chambre de combustion par un orifice 18 sensiblement cir- culaire. Une bougie d'allumage 19 est montee ä l'extremite su¬ perieure de la chambre de turbulence 17 dans l'axe XX' de cet- te derniere.

Deux canaux 20 et 21 sont menages ä la base de la culas¬ se 13, respectivement entre le siege de la soupape d'admission 14 et celui de la soupape d'echappement 15. Ces deux canaux de- bouchent sensiblement tangentiellement dans 1'orifice 18 de la chambre de turbulence 17. Ces deux canaux ont une largeur de- croissant ä partir de leur origine (ä proximite des soupapes) jusqu'ä leur extremite (au voisinage de l'orifice 18). Ceci per- met d'obtenir un effet de tuyere, c'est-ä-dire une acceleration du flux de gaz au moment de leur penetration dans la chambre de turbulence. La profondeur de ces canaux varie sensiblement ä

1'inverse de la largeur, dans le but de mieux guider et canali- ser le flux des gaz pour leur donner un mouvement accelere he- licoxdal ä l'interieur de la chambre de turbulence. Enfin, com- e le montrent plus particulierement les figures 3A et 3B, les canaux ont une profondeur qui est superieure sur leur cδte con- cave ä leur profondeur cδte convexe. Ceci permet egalement de mieux guider le courant de gaz et d'obtenir ä l'entree de la

O PI

chambre de turbulence 17 un courant tres fortement accelere et pratique ent tangent aux parois de cette chambre.

Dans un moteur ä quatre temps, on a constate qu'il est avantageux, mais non indispensable, d'equiper chaque cylindre de canaux 20 et 21. On pourrait envisager de realiser un moteur ne comportant que le canal 20 pour chaque cylindre du moteur. Dans l'exemple decrit en reference ä la figure 1, la bougie d'allumage est diposee selon l'axe XX' de la chambre de turbulence, ä l'extremite superieure de celle-ci, ce qui per- met d'obtenir un allumage progressif de la masse des gaz com- pri gs, et ce qui empeche la propagation de la chaleur vers la masse de melange combustible avant que celle-ci ne soit compri- mee au maximum. En d'autres termes, on retarde considerablement ou l'on supprime completement 1'auto-allumage ce qui permet d' accro tre le rendement du moteur.

Dans l'exemple illustre par la figure 4, la bougie d' allumage 19 est logee dans un alesage 22, debouchant le long de la paroi laterale de la chambre de turbulence 17. En fait, le point d'allumage est dispose en retrait par rapport ä la pa- roi de la chambre de turbulence. On a constate que cette pre- caution etait particulierement utile en raison de la forte tur¬ bulence cyclonique ä l'interieur de la chambre de turbulence, qui est suffisamment forte pour souffler l'etincelle apparais- sant entre les electrodes de la bougie d'allumage. Selon certaines theories, le cyclone engendre ä l'inte¬ rieur de la chambre de turbulence, provoque une projection par centrifugation des particules de carburant en direction des pa¬ rois de la chambre de turbulence. Ceci a pour effet de provo- quer la presence d'un melange enrichi dans la zonε de la cham- bre voisine des parois, d'oü 1'interet de disposer la bougie d'allumage lateraletαent par rapport ä la chambre de turbulence. En outre, une cavite 23 est menagee ä l'extremite su-

OMPI /,* IPO <

perieure du piston 12, dans le but de completer la forme ovox- _; de de la chambre de turbulence 17, coupee ä sa base.

Le dispositif de la figure 5 differe de celui de la fi¬ gure 4 en ce qu'il comporte un dispositif d'injection directe du carburant 24 monte ä l'extremite superieure de la chambre de. turbulence 17 selon l'axe XX' de cette derniere. Cette realisa¬ tion permet d'obtenir une stratification du melange, la concen- tration de la partie la plus riche se trouvant dans la zone su¬ perieure de la chambre de turbulence 17. Ce dispositif permet un allumage progressif du melange combustible ä partir de la zo¬ ne la plus riche en direction de la zone la plus pauvre, assu- rant une excellente propagation de la flamme de combustion et permettant de reculer considerablement les limites habituelles de 1'auto-allumage. En reference aux figures 6 et 7, le moteur deux temps partiellement represente comporte un cylindre 31 contenant un piston 32, une culasse 33 equipee d'une chambre de turbulence 34, qui est par exemple de forme spherique, et d'un dispositif d'allumage 35 debouchant au sommet de la chambre de turbulence 34. Dans ce cas, le piston .32 comporte un evidement 36 dispose en son centre et dimensionne de teile maniere que la chambre de turbulence 34 et 1'evidement 36 se co pletent pour for er une sphere creuse lorsque le piston 32 se trouve dans sa position la plus haute. Dans cet exemple, trois canaux 36, 37 et 38, disposes symetriquement autour de la chambre de turbulence 34 sont menages ä la base de la culasse pour permettre la penetra- tion d'un flux preferentiel tangentiel des gaz ä l'interieur de la chambre de turbulence. Co e precedem ent, les canaux ont une largeur qui diminue en meine temps qu'aug ente leur profon- deur au voisinage de 1Orifice de la chambre de turbulence 34. De meme la profondeur des canaux est superieure du cδte conca- ve ä celle mesuree du cδte convexe.

OM?I W W

Le moteur de la presente invention permet de resoudre ; le probleme du cliquetis dans les moteurs du type Otto ä taux de compression eleve. La combustion s'effectue en deux phases. La premiere phase se developpe co e pour les moteurs Otto, ä une vitesse de l'ordre de 20 ä 30 m/s. Cette premiere phase se limite ä la chambre de turbulence en raison de la penetration du melange, ceci jusqu'ä la creation d'une surpression dans cette chambre. Pendant 1'Intervalle de temps correspondant, la masse principale de melange continue ä etre comprimee, sans que la chaleur rayonnee par le debut de la combustion dans la cham¬ bre de turbulence ne puisse atteindre cette masse de melange comprimee. Lorsque le piston s'approche de son point mort haut, la sectiou des canaux d'entree dans la chambre de turbulence se retrecit. A ce moment, la combustion qui se propage ä tra- vers la chambre de turbulence developpe une surpression crois- sant tres rapide ent, qui se decharge principalement par les canaux retrecis faisant co uniquer la chambre de turbulence avec la chambre de combustion. La vitesse des gaz atteint alors approximativement 100 m/s. De la sorte, une masse de gaz en- flammes est ejectee ä grande vitesse hors de la chambre de tur¬ bulence, pour se propager par i la masse fortement comprimee se trouvant au-dessus du piston.

Par la penetration forcee du front de gaz enfla mes, il se forme une forte turbulence dans le melange non enflamme restant, ce qui empeche une combustion detonante de ce melange. Le front de gaz enflammes atteint en un temps tres court des vitesses extremement eleves. Des que le piston est chasse vers le bas, 1Ouvertüre de la chambre de turbulence s'agrandit, de sorte que l'evacuation des gaz et leur expansion se fönt norma- lement sans perte de Charge.

Le moteur selon 1'invention s'inscrit tout ä fait dans le cadre des preoccupations actuelles en matiere d'economie

d' ^' energie et de reglementation en ce qui concerne le taux des composants toxiques dans les gaz d'echappement des vehicules automobiles.

OMP WIP