Brevet FR2000934A1 — publié le 19690919

La présente invention concerne une installation d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, dans laquelle une pompe débite du carburant sous pression par un orifice d'injection constamment- ouverte En général de telles installations sont utilisées daas des moteurs à injection d'essence avec des buses d'injection de carburant ouvertes qui fonctionnent suivant le principe de l'injection continue. Du fait que l'orifice dsinjection est constamment ouvert, la quantité de carburant injectée dans le tuyau d'admission est fonction, pour les buses d'injection de carburant ouvertes de types connus, de la différence entre la pression d'injection de carburant et la pression régnant dans le tuyau d'admission. Pour cette raison, il est difficile de commander la quantité de carburant injectée exclusivement par la pression d'injection. Pour remédier à cet inconvénient il a été proposé, dans une installation connue de ce zen type, d'injec- ter le carburant d'abord dans une petite chambre soumise à la pression atmosphérique, puis de l'introduire dans le tuyau d'admission. Dans les buses ouvertes utilisées dans de telles installations, la quantité de carburant q débitée par unité de temps est reliée à la pression utile de fourniture de carburant 2 par la relation q##p (voir également figure 1). Si on désigne par a la quantité de carburant consommée par le moteur en une minuste (qui est égale à la quantité injectée par la buse en une minute), par Q la quantité consommée pendant une révolution du moteur, et par n le nombre de tours par minute du moteur, on obtient la relation q = n. Q. Si on introduit en outre les valeurs maximales ou minimales de q, Q et n, affectées des indices max ou min, et si on considère que le moteur est un moteur de véhicule, en adoptant par exemple pour celui-ci les relations : n max = 10 et Q max = 5 n min Q min on obtient alors p max = 10. 5 = 50 q min En conséquence, on peut déduire de la relation q gp, si on remplace n par p max et2p min, et q par q max et q min, la relation: max = max) = 502 = 2500. q min q min BAD 5 1o 15 20 25 30 35 40 Du fait qu'il est souhaitable, dans une installation dtinjection dessence, pour empêcher une formation de bulles de vapeur, savoir au moins p min = 1 à 2 k cm, on obtient, lorsque 2 est par exemple égal à 1 kg/cm2, p max 2500 kg/cm2, ce qui est pratiquement impossible à réaliser. En conséquence, on doit également chcisir dans les limites très étroites la plage ae vitesses de rotation du moteur, ou bien on doit prendre une pression de four niture de carburant extremement faible pour une vitesse réduite et une faible charge.Dans le premier cas, on rencontre l'inconvé- nient que le domaine d'application du moteur est extrémement limité taxis que, dans le second casp il peut se former très facilement de la vapeur 1 essence. En outre, des tolérances et des défauts de forme intervenant dans leusinage de l'orifice d'injection ont une influence sur la quantité de carburant q consommée et il est très difficile de contrôler les écarts enregistrés. L'invention a pour objet d'améliorer les installations d'injection existantes et de résoudre les problèmes précités. Ce problème est résolu par l'ins tallation de l'invention oaractérispar ce ce qu'on utilise comme orifice d'injection un intervalle annulaire étroit présentant une largeur constante et une longueur variable avec un courant d'air sous pression qui rencontre dans orifice d'injection le courant de carburant et qui entraîne le carburant transformé en brouillard par le courant d'air, dans le tuyau d'admission du moteur à combustion interne. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'intervalle annulaire étroit est constitué par une broche, qui est engagée avec un faible jeu dans un orifice, débouchant à l'extérieur, d'une chambre ménagée dans une buse d'injection, la longueur d'engagement de la broche étant variable.Pour obtenir une relation linéaire entre la différence de pression 2 et la quantité de carburant g-passant par unité de temps dans le petit ìntervalle #, il est prévu, suivant un mode de réalisation, que le diamètre de la broche soit choisi très grand par rapport à son jeu dans l'orifice (largeur de ltinter- valle annulaire), et qucen outre la longueur d'engagement de la broche soit réglable en fonction de la pression d'introduction du carburant. La description ci-après se rapw porte aux dessins ci-joints représentant des exemples de réalisa- tion de l'invention, dessins dans lesquels t - la figure 1 est un diagramme caractéristique qui représente la relation entre la pression de fourniture de carburant p et la quantité de carburant g dans des installations d'injection de carburant connues fonctionnant avec un orifice d'injection constamment ouvert; - la figure 2 représente un diagramme caractéristique similaire à celui de la figure 1 mais obtenu avec l'installation d'injection de carburant selon l'invention; - la figure 3 est une coupe verticale simplifiée d'un premier exemple de l'installation d'injection de carburant selon l'invention;; - la figure 4 est une coupe verticale simplifiée d'un second exemple de l'installation d'injection de carburant selon l'invention. Le tuyau d'admission 1 du moteur est relié à un tuyau d'arrivée d'air 4, qui est relié, du côtS opposé au tuyau d'admission, à une pompe à air, non-représentée, à l'aide de laquelle de l'air comprimé est introduit sous une pression déterminée. Le tuyau 4 est relié à une chambre de carburant 2b d'une buse dtinjection 2, par l'intermédiaire. d'un orifice 2a de diamètre D. Dans cet orifice 2a, est engagée une broche 3 qui constitue par une extrémité, en coopération avec la périphérie intérieure de l'orifice 2a, un intervalle très petit # de longueur1 et qui est vissée par son autre extrémité dans un trou taraudé dans une cloison séparatrice 2d séparant la chambre de carburant 2b et une seconde chambre 2c placée à la suite dans le sens axial de la broche 3. La longueur d'engagement 1 de la broche peut entre reglée par un filetage 3a La chambre 2c est reliée à une pompe de carburant, non représentée, et le carburant introduit est canalisé, par de petits orifices 2e prévus dans la cloison séparatrice 2d, dans la chambre de carburant 2b. Le carburant se trouvant dans la chambre 2b s'écoULe par l'intermédiaire du petit intervalle annulaire g dans le tuyau d'arrivée d'air 4; l'écoulement d'air passant dans le tuyau 4 provoque la transformation en brouillard du carburant qui est 'rn:re ensuite par 1' intermédiaire du du tuyau 1 d-n a chambre de combustion du moteur. La relation entre la-quantité de carburant a passant par unité usité de temps dans le petit intervalle Y et la différence ç entre le pression de fourniture de ce carburant et la pression d'air à l'intérieur du tuyau 4 est la suivante, si on suppose que D est bien plus grand que S 3 1 P Si on suppose que 6 et 1 sont conEtaEt3e i est alors proportionnel E, et on obtient pour représenter la relation entre p et p la droite Â indiquée sur la figure 2 Du fait qu'on a la relation : nmax = amax p min q min on obtient, dans exemple de calcul précité, p max = 50 kg/cm2 ce qui correspond à une valeur de pression parfaitement admissible en pratique. En outre, on peut, suivant l'invention, régler la quantité de carburant q en modifiant la longueur 1 du petit intervalle # . Ainsi, on a représenté à titre d'exemple une construction qui permet de contrebalancer les tolé- rances et les défauts de forme inévitables au cours de l'usinage de l'orifice d'injection en modifiant la longueur d'engagement I de la broche 3. Dans la suite, on va décrire de façon plus détaillée l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4. Dans ce cas, les parties 12, 12a .... t3 correspondent aux parties 2, 2a.... 3 de la figure 3.-On a adopté la même construction, mais cependant l'une des extrémités de la broche t3 est engagée dans un trou intérieur de la cloison séparatrice 1 2d de manière à coulisser librement dans celui-ci, tandis qu'une membrane 15 est fixée rigidement par un écrou 16 sur la partie filetée 13a de l'extrémité extérieure. Cette membrane 15 représente la cloison séparatrice entre la chambre 12c et une chambre 14 adjacente et soumise à la pression atmosphérique. Par coopération de la pression de carburant régnant dans la chambre 12c et d'un ressort de rappel 17 agissant en opposition à cette pression, la broche 13 est déplacée dans le sens axial en fonction de la variation de la pression- de carburant. La longueur d'engagement 1 de la broche 13 dans le trou l2a peut être réglée en fonction de la pression de fourniture de carburant. On obtient ainsi que la quantité de carburant g varie suivant la droite B de la figure 2. Ceci est extrêmement intéressant lorsqu'on doit obtenir que p max soit toujours inférieur à q max. Dans les exemples de réalisation décrits les orifices d'injection sont constamment reliés au tuyau d'air 4 et, à laide de ce tuyau, on peut faire agir de l'air comprimé sur ltécoulement de carburant. Pour traasformer le carburant en brouillard, il est cependant également suffisant dgintroduire liair comprimé par des orifices intérieurs orientés suivant 18 l'axe de la broche 3 et débouchant dans la partie annulalle 2a. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir un tuyau d'air particulier et il suffit de disposer la buse d injection de manière quelle débouche directement dans le tuyau d'admission I. De la manière décrite plud haut, il est par conséquent possible d'utiliser les buses d'injection de carburant ouvertes dans une plage assez large de vitesses de rotation du moteur dans laquelle les buses ouvertes utilisées jusqu'à maintenant ne pourraient pas être employées et il est possible également d'augmenter suffisamment, aux basses vitesses de rotation du moteur et pour une faible charge la pression de fourniture de carburant jusqu'à la valeur nécessaire. En outre, il est poesible, par modification de la longueur l du petit intervalle & , de régler les variations de la quantité de carburant injectée en fonction des tolérances inévitables d 'usinage intervenant dans la fabrication des orifices d'injection. Avec l'installation selon l'invention, il est possible d'augmenter d'une manière avantageuse la puissance d'un moteur à injection d'essence. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et repré sentés, à partir desquels on pourra prévoir dgautres modes et d'au- tres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1' invention. REWNDI CAiONS 1Q) Installation d injection de carburant pour moteurs à combustion interne dans laquelle une pompe débite du carburant sous pression par un orifice d'injec- tion constamment ouvertS instal1atlon caractérisée par ce qu'on utilise comme orifice d'injection un intervalle annulaire étroit de largeur constante et de longueur variable, avec un courant d'air sous pression qui rencontre dans l'orifice d'injection le courant de carburant et qui entrasse le carburant, transformé en brouillard dans le courant d'air, dans le tuyau d'admission du moteur à combustion interne, ce qui régularise l'injection du carburant. 20) Installation d'injection de carburant suivant la revendication 1, caractérisée par ce que l'intervalle annulaire étroit est formé par une broche qui est engagée avec un faible jeu dans un orifice, débouchant à l'extérieur, d'une chambre prévue dans une buse d'injection, la longueur d'engagement de la broche étant variable. 30) Installation d'injection de carburant suivant la revendication 2, caractérisée par ce que le diamètre de la broche est très grand par rapport à son jeu dans l'orifice ( largeur de 1'intervalle annulaire). 40) Installation d'injection de carburant suivant les revendications 2 Ou 3, caractérisée en ce que la longueur d'engagement de la broche est réglable en fonction de la pression de fourniture de carburant.