Brevet FR2007996A1 — publié le 19700116

i 2007996 La présente invention a essentiellement pour objet.un dispositif injecteur prévu pour disperser des fluides tels que des liquides combustibles dans les cylindres de moteurs à combustion interne. 5 L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif comportant un corps principal et un corps d'injecteur fixés l'un a l'autre en alignement, une aiguille formant pointeau étant montée en déplacement axial à l'intérieur du corps d'injecteur et des moyens étant prévus à l'intérieur du corps principal pour solliciter 10 de façon permanente ladite aiguille vers sa position de fermeture de pointeau. Un passage pour le combustible à haute pression s'é-tendant longitudinalement dans le dispositif comporte des parties disposées a l'intérieur du corps principal et du corps d'injecteur, lesdites parties étant isolées de façon ét^nche les unes par rap-15 port aux autres. L'invention a pour objet l'obtention d'un injecteur pour combustible perfectionné dont les éléments sont construits et disposés de telle sorte que l'étanchéité nécessaire entre les extrémités des parties de passage dans le corps principal et le corps 20 d'injecteur du dispositif utilise au maximum les surfaces disponibles pour assurer ladite étanchéité. L'invention vise aussi l'obtention de l'étanchéité dans l'espace miçiimun de telle sorte que la surface d'étanchéité soit augmentée par rapport à celle des dispositifs connus de même diamètre 25 ou que, lorsque le diamètre du dispositif est réduit, la surface d'étanchéité soit aussi efficace que celle des dispositifs antérieurs de diamètre plus grand. ' Jusqu'à présent, on a réalisé les injecteurs de combustible avec une disposition coaxiale de l'aiguille formant valve-pointeau 30 et ses moyens de rappel constitués par un ressort de compression, le conduit d'alimentation en fluide à haute pression étant disposé latéralement par rapport audit ressort, Selon l'invention, on dispose le re sort de façon excentrée par rapport à l'axe de l'aiguille de façon à disposer dans le corps de l'injecteur d'une 35 plus grande épaisseur pour le passage du conduit d'alimentation, ce qui permet une réduction de l'encombrement diamétral. On a constaté que, grâce à ce perfectionnement, l'étanchéité se trouvait améliorée que les contraintes appliquées au ressort étaient réduites pour 40 une section de passage donnée et qu'il était de plus possible 69 14610 2 2007996 d'utiliser une aiguille de plus grandes dimensions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple; Fig.. 1 est une vue en coupe axiale longitudinale d'un dispo-5 sitif injecteur selon l'invention. Fig. 2 est une vue analogue à celle de la Fig. 1 montrant à plus grande échelle la partie du dispositif adjacente à l'extrémité comportant l'aiguille formant pointeau. Fig. 3 est une vue en bout du corps principal du dispositif, 10 cette vue étant prise dans la direction de la droite vers la gauche des Fig. 1 et 2 et, Fig. 4 est une vue en bout du corps formant injecteur, cette vue étant prise dans la direction de la gauche vers la droite des Fig. 1 et 2. 15 Dans les dispositifs injecteurs connus, le corps d'injecteur ou un élément qui, en fait, constitue un prolongement du corps d'injecteur, est fixé à la partie arrière d'un corps principal ou support d'injecteur en alignement avec ce dernier. Un élément mobile axialement formant aiguille ou pointeau est monté à l'intérieur d'un 20 alésage central longitudinal prévu dans le corps d'injecteur. La partie avantde l'aiguille fait saillie vers l'avant à partir du corps d'injecteur pour pénétrer dans l'alésage axial du corps principal du dispositif, la surface d'extrémité avant de l'aiguille é-tant en butée contre une tige de pression ou broche disposée axia-, 25 lement qui est sollicitée vers 1'arrière par un assort de compression hélicoïdal. Uu combustible à haute pression est introduit par un passage disposé lo'ngitudinaleraent dans le corps principal du dispositif, un tel passage se prolongeant jusqu'à l'extrémité arrière du corps 30 principal. uans la partie annulaire transversale avant du corps d'injecteur et coaxialement par rapport a ce dernier, il est prévu une rainure ou gorge annulaire qui communique avec l'extrémité arrière du passage prévu dans le corps principal, les deux passages diamétralement opposés s'étendant sensiblement longitudinalement 35 dans le prolongement du corps d'injecteur qui s'étend de ladite gorge annulaire à une zone annulaire élargie de l'alésage central dans le corps de 1'injecteur. Le combustible passe de cette zone de 4C l'alésage jusqu'aux orifices de pulvérisation du dispositif lorsque 69 14610 3 2007996 la valve pointeau de ce dernier se trouve ouverte. Le joint nécessaire entre l'extrémité arrière du corps principal et l'extrémité avant du corps d'injecteur ou du prolongement de ce dernier est constitué par une coopération surface contre surface desdits corps. On conçoit ainsi qu'il est nécessaire d'ob-5 tenir une étanchéité à haute pression entre deux zones entre les deux corps, une de chaque côté de l'extrémité avant des passages -s'étendant sensiblement longitudinalement dans le corps d'injecteuir. Comme on le verra plus loin, l'invention permet de xéduire la longueur d e la zone qui entoure les moyens formant passages haute 10 pression à l'emplacement du joint d'étanchéité et de localiser les moyens formant conduit haute pression d'un côté du dispositif par rapport au joiçit de sorte qu'il soit possible d'éliminer une zone d'étanchéité qui était précédemment nécessaire et de rendre ainsi possible plus aisément l'obtention de la sécurité et de l'étanché-15 ité nécessaire entre les éléments du dispositif. En même temps le dispositif assure aisément la sécurité d'étanchéité du trajet d'évacuation du combustible à basse pression constituant les fuites du dispositif. Si l'on se reporte maintenant aux dessins, 1'injecteur repré-20 sente aux Fig. 1 et 2 comporte un corps principal allongé 10 ou support d'injecteur et un corps d'injecteur 11 comportant une extrémité arrière 18 de petit diamètre et une extrémité avant 42 de plus grand diamètre. Les pièces 10 et 11 sont maintenues coaxialès êt alignées grâce à une douille de fixation formant écrou 12 qui 25 comporte une coopération épaulement contre épaulement en 13 avec le corps 11 et une coopération par vissage en 37 avec la partie arrière de plus petit diamètre 23 du corps 10. L'extrémité arrière du dispositif représenté à là droite des Fig. 1 et 2, est susceptible de se prolonger à travers un orifice prévu dans la paroi de la chambre 3G de combustion du moteur grâce à un joint d'étanchéité 14 disposé autour du corps d'injecteur 11 et coopérant avec l'extrémité arrière de 1*écrou 12. Le combustible liquide a haute pression est introduit par un orifice 15 prévu en l'extrémité avant du corps 10 par l'intermédiaiE 35 d'un conduit (non représenté) fixé audit corps principal 10. Le combustible circule à travers des moyens formant conduit qui seront décrits plus loin et pénètre dans les corps 10 et 11 pour être évacué par un ensemble d'orifices 16 prévus dans la partie 40 formant nez 17 à l'extrémité arrière du corps d'injecteur. Les 14610 4 2007996 fuites de combustible c'est-à-dire le combustible du dispositif qui s'écoule sous forme de fuite à travers l'aiguille pour pénétrer dans l'extrémité arrière de l'alésage excentré prévu dans le corps principal 10 du dispositif afin de passer de là à travers un passage d'évacuation 62 est évacué vers un réservoir convenable ou 5 carter par l'intermédiaire d'un conduit de dérivation 19 raccordé auoorps 10 par un rapcprd annulaire 20 représenté à la Fig. 1. La structure nouvelle du dispositif apparaît plus particulièrement sur les rig. 2, 3 et 4. Comme représenté sur la Fig. 2, le corps d'injecteur 11 comporte un alésage axial 21, une zone annu-10 laire élargie 22 étant prévue dans l'alésage au milieu de la longueur de ce dernier. L'alésage 21 s'étend de la surface transversale d'extrémité avant 24 du corps 11 jusqu'à un siège de pointeau 25 de forme tronconique convergeant vers l'arrière 25, un petit alésage axial étant prévu à l'arrière dudit siège dans la partie for-15 mant nez 17, laquelle se trouve en communication avec les orifices l6» Un élément formant pointeau est constitué par une aiguille allongée 26 disposée à l'intérieur de l'alésage 21. La partie arrière 29 de l'aiguille a un diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 21 alors que sa partie avant 30 est d'un diamètre plus 20 grand et vient s'adapter avec précision dans l'alésage 21. Les deux parties 29 et 30 de l'aiguillé sont reliées par un épaulement 28 qui se trouve à l'avant de la zone élargie 22 de l'alésage. A son extrémité arrière, l'aiguille comporte une partie conique 27 qui constitue un deuxième siège de valve coopérant avec le siège 25 25. La partie d'extrémité 30 de l'aiguille 26 se comporte comme un piston pour amener l'aiguille dans sa position d'ouverture lorsque l'espace compris entre la partie élargie 22 de l'alésage 21 est soumise à l'action de la pression élevée du combustible. La surface d'extrémité arrière 31 de la partie 30 de l'aiguille est sollicitée 30 en permanence veis la position de pointeau fermé par une butée d'aiguille 50 qui sera décrite plus loin et qui est prévue à l'intérieur de l'extrémité arrière du corps principal 10. A l'intérieur de l'extrémité arrière du corps principal 10 est prévu un deuxième alésage 32, ouvert à sa partie arrière et 35 fermé | sa partie avant, qui est parallèle à l'alésage 21 prévu dans le corps d'injecteur mais qui a son axe légèrement décalé pa: rapport à l'axe de l'alésage 21 d'une valeur "E". On constitue 40 ainsi une cloison latérale dans l'extrémité arrière du corps 10 14610 5 2007996 autour de l'alésage 32 qui a une épaisseur /axiablej la paroi latérale et la surface d'extrémité arrière 35 de la partie '23 du corps 10 étant plus épaisse à la zone 34 et plus fine à la zone 36 comme montré à la Fig. 3. Un unique passage 3Ç d'alimentation 5 en combustible à haute pression s'étend en faisant un certain angle à partir de la partie centrale 15 de l'extrémité externe du corps principal 10 sensiblement longitudinalement par rapport audit corps 10 pour se terminer à l'intérieur du corps à un emplacement 40 qui est disposé radialement vers l'extérieur de ce dernier et s en- 1C siblement a l'avant de l'alésage excentré 32. Deux petits alésages 41 s'étendent à partir de l'extrémité 40 éu passage 39 longitudinalement par rapport à la partie de plus petit diamètre arrière 23 du corps 10, les passages 41 étant parallèles l'un par rapport à l'autre et situés à mi-épaisseur de la zone 34 de la partie 23 15 du corps 10 et à égale distance par rapport à un plan axial radial comme représenté sur la Fig. 3. La partie avant de plus grand diamètre 42 du corps d'injecteur 11 a un diamètre égal au diamètre de la partie arrière 23 du corps 10. Lorsque les corps 10 et 11 sont assemblés en position de fonc- 20 tionnement, comme représenté à la Fiç. 2, la surface d'extrémité transveasale 24 du corps 11 est en butée contre la surface d'extrémité transversale 35 du corps 10. Dans l'extrémité transversale 24 du corps 11 est prévue une gorge arquée 44 d'une dimension telle qu'elle soit en communication avec les extrémités arrière des 25 passages 41 prévues dans le corps 10. A partir des extrémités de la gorge 44 s'étenteni vers l'arrière deux passages parallèles 45 dans la paitie 42 du corps 11, lesdits passages 45 venant traverser la paroi de l'alésage 21 à des côtés opposés de la partie annulaire de diamètre agrandi 22 dudit alésage 21. Les surfaces d'extrémités 3l, transversales 24 des corps 10 et 11 respectivement sont finies avec précision de telle sorte lorsque lesdits corps sont sollicités l'un vers l'autre par l'écrou 12 des étanchéités interne et externe 46 et 47 sont formées entre lesdites surfaces d'extrémité, de telles étanchéités entourant les extrémités arrière des passages 41 dans ^5 le corps 10 et la gor,ve -arquée ^4 dans le corps 11. En raison de la disposition excentrée décrite ci-dessus de 1'alésage 32 par rapport à l'alésage 21, de telles zones d'étanchéité et 47 peuvent être réalisées avec des largeurs qui soient au moins -égales a celles 40 décrites dans l'art antérieur bien que le dispositif de l'invention 69 14610 6 2007996 soit réalisé avec un diamètre qui est sensiblement inférieur à celui de tels "dispositifs intérieurs. Les surfaces d'étanchéité des zones 46 et 47 sont aisément réalisées et rectifiées pour supporter sans fuite la haute pression du combustible alimentant le dispositif injecteur. 5 Les joints d'étanchéité haute pression 46 et 47 formés entre les corps 10 et 11 ne s ont pas seuls à être réalisés tel que décrit ci-dessus, il existe de plus un joint basse pression réalisé totalement autour de l'extrémité des surfaces en vis à vis desdits corps qui définissent les extrémités en communication des alésages 10 31 et 32. La partie d'un tel joint basse pression à la zone de plus faible épaisseur radiale 36 de la cloison de l'alésage 32 est désignée par 49 à la Fig. 2. Comme on peut le voir sur cette .figure, le fluide constituant les fuites qui suintent entre la partie avant 15 32 de l'aiguille et la paroi de l'alésage 21 s'écoule vers l'alésage 32 et est alors évacué vers l'extrérieur par un passage 62 qui est en communication avec la tubulure d'évacuation 19 mentionnée ci-dessus. A l'intérieur de l'alésage 32 est prévue une butée d'aiguille désignée par la référence 50. Une telle butée comporte 20 une tige allongée 51 disposée axialement dans l'alésage 32 et une tête en forme de disque 52 fixée à l'extrluité arrière d e ladite tige coaxialement par rapport a cette dernière. La surface cylindrique circulaire périphérique de la tête 52 est soigneusement rectifiée et à un diamètre tel qu'elle vient s'adapter avec pré-2o cision dans l'orifice 32 defeçon à constituer un guide pour la butée d'aiguille. La tête 52, qui est disposée de façon excentrée par rapport à l'aiguille 26 est en butée vers l'arrière de façon permanente avec la surface d'extrémité avant 31 de l'aiguille au moyen d'un ressort de compression hélicoïdal 53 qui est enfilé sur 30 la tige 51 de la butée coaxialement par rapport à cette dernière pour agir entre une plaque de butée ou disque 54 prévu dans 1'extrémité arrière de l'alésage 32 et une extrémité avant d'un empilage 56 de cales en forme de rondelles qui sont enfilées également sur la tige 51 et sont en butée contre la tête 52 de l'ensemble 35 formant butée. Comme représenté, le ressort a un diamètre externe qui est voisin mais légèrement inférieur à celui du diamètre de l'orifice 32. Lorsque l'aiguille formant pointeau est dans sa position arrière fermée, l'extrémité avant 55 de la tige 51 se 40 trouve a une distance de la plaque de butée 54 -égale à "L" ou levée 69 14610 7 2007996 du pointeau comme représenté sur la Fig. 2. La plaque de butée 54 a un diamètre qui est sensiblement au diamètre de l'alésage 32. l'extrémité avant fermé de l'alisage 32 comporte une gorge annulaire 61 dans laquelle suinte le combustible de fuite en passant 5 autour des bords extérieurs de la plaque de butée 54. L'extrémité arrière du passage d'évacuation du combustible de fuite 62 est en communication avec la gorge 61 comme représenté sur la Fig. 2. Comme montré sur les dessins et comme décrit ci-dessus, la butée d'aiguille 50 et le ressort 53 sont disposés avec leurs 10 axes longitudinaux décalés par rapport à l'axe longitudinal de l'aiguille 26. On avait jusqu'alors considéré comme impossible d'avoir la butée d'aiguille et son ressort disposés de façon excentrée par rapport à l'aiguille, étant donné qu'on pensait qu'à la fois l'aiguille et le ressort provoqueraient un basculement de la 15 butée d'aiguille pour l'amener en mauvais alignement par rappàrt de l'axe de l'alésage 32. On a constaté toutefois, que le dispositif représenté et décrit fonctionne d'une façon parfaitement satis=-faisante lorsqu'il est construit comme suit : Il est nécessaire que la projection de l'axe longitudinal de 20 la butée d'aiguille 50 c'est-à-dire de la tige 51 de la tête 52 et du ressort 53 se trouvent situés dans la surface de section de l'extrémité avant de l'aiguille 26. La projection de l'extrémité avant de l'aiguille 26 doit se trouver dans la zone projetée de la tête 52 de la butée d'aiguille c'est-à-dire la surface arrière de la tête 52 doit être en butée contre la totalité de la surface 25 d'extrémité de la butée 26. Lorsque le dispositif de l'invention est construit avec les limites définies ci-dessus, la butée d'aiguille peut se déplacer alternativement librement dans l'alésage 32 et n'a pas tendance à basculer par rapport à l'axe de l'alésage 32 mais il en est de même en ce qui concerne la tête 52 qui, elle 30 non plus, n'a pas tendance à se coincer dans l'alésage. Pour réaliser l'assemblage des corps 10 et 11 avec la relation angulaire convenable des marques 59 et 60 respectivement sont prévues sur ces derniers comme montré à la Fig. 2. De telles marques sont positionnées de telle soite que, lorsqu'elles sont alignées, 35 les extrémités arrière des pas^ges 41 sont alignées avec précision avec la gorc-e arquée 54 du corps 11, ce qui assure la correspondance correcte des parties 41, 42 et 45 du passage d'alimentation en combustible prévue entre les corps 10 et 11. La marque 60 est éga-40 lement disposée de façon fixe par rapport aux divers orifices i 14610 s 2007996 de pulvérisation 16 qui, dans le mode de réalisation représenté, sont disposés avec des décalages angulaires égaux par rapport à l'axe du corps 11. Il est possible de substituer d'autres marques aux marques 59 et ôGr si on le désire. Ainsi, des surfaces planes 5 parallèles opposées orientées angulairement avec précision sur le corps peuvent être prévues sur la surface externe dudit corps 10 à la place de la marque 59, comme par exemple à l'extrémité avant dudit corps 10. 69 14610 9 2007996 REVENDICATIONS 1» Injecteur de combustible liquide à haute pression pour moteur à combustion interne du type comportant un corps de pulvérisation sensiblement de révolution dans lequel un siège de pointeau est obturé par 1'extrémité d'une aiguille sollicitée par le combustible sous pression hors de son siège à l1encontre d'un ressort hélicoïdal i de compression agissant sur l'autre extrémité de ladite aiguille caractérisé en ce que ledit ressort est disposé dans le corps de 1'injecteur dans un alésage sensiblement de révolution dont l'axe, parallèle à celui dudit corps, est décalé par rapport à ce dernier, un passade d'alimentation en combustible à haute pression s'étendant 10 longitudinalement dans le corps de l'injecteur dans la paroi de la plus grande épaisseur entre la surface externe dudit corps et ledit alésage. 2. InjeC;teur selon 1, caractérisé en ce qu'il comporte une tête d'injecteur comportant un passage axial pour l'aiguille pré- 15 citée et des orifices de pulvérisation et un corps comportant des passages pour l'alimentation en combustible de l'évacuation des fuites raccordé de façon étanc.ie à la tête d'injecteur, ledit corps comportant un alésage borgne pour recevoir le ressort précité et un piston dont la tige est enfilée sur ledit ressort et dont la ^ tête est sollicitée en appui contre l'extrémité de l'aiguille qui fait saillie cans ledit alésage borgne. 3. injecteurselon la revendication 2, caractérisée en c e que l'aiguille précitée comporte une partie de plus grand diamètre coulissant avec précision dans un passage axial de la tête d'injec-- 25 teur constituant un piston en appui sur la tête du piston du ressort précité et soumis à la pression du combustible dans une chambre de plus grand diamètre prévue dans ledit passage axial, au moins un conduit incliné par rapport à l'axe dudit passage reliant ladite chambre au passage d'alimentation en combustible. 3t; 4. Injecteur selon la revendication caractérisé en ce que le ou les conduits reliant la chambre précitée débouchent dans une rainure ménagée dans l'interface de ©ccordement entre tête et corps de l'injecteur le passa e d'alimentation précité prévu dans le corps débouchant lui aussi cans cette rainure. 35 5. Injecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le passage d'alimentation du corps d'injecteur est incliné par rapport à l'axe oe ce dernier, son nrifice d'alimentation étant toutefois ^ coaxial à cet axe. 14610 10 2007996 6. Injecteur selon une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que l'alésage borgne est relié, par un conduit sensiblement parallèle à l'axe du corps d'injecteur et ménagé dans ce dernier, à un réservoir prévu pour recueillir les fuites de combustible 5 autour de la partie formant piston de l'aiguille.