Brevet FR2070227A1 — publié le 19710910

la présente invention se rapporte d'une façon générale aux dispositifs injecteurs de combustible pour installations d'injection de combustible dans des moteurs à combustion interne et elle concerne, plus particulièrement, 5 des dispositifs injecteurs pouvant servir dans des installations dans lesquelles la mise sous pression du combustible se fait en fonction d'au moins un. paramètre de fonctionnement du moteur. Selon la présente invention, un dispositif injecteur 10 de combustible pour une installation d'injection de combustible d'un moteur à combustion interne comprend î deux obturateurs mobiles l'un par rapport à l'autre et dont le premier comprend un orifice pour combustible destiné à coopérer avec le second obturateur de manière à définir un orifice de dosage du 15 combustible dans le trajet d'écoulement de celui-ci entre l'entrée et la sortie du dispositif injecteur, l'orifice pour combustible s'étendant dans le sens du mouvement relatif précité et présentant une section transversale dont la surface varie le long de l'orifice de combustible dans ce 20 sens, si bien que la surface de l'orifice de dosage est réglable par le mouvement relatif entre les obturateurs, et un organe répondant à la pression qui est exposé à la pression du combustible à l'entrée du dispositif injecteur et qui est accouplé à au moins l'un des obturateurs pour 25 provoquer le mouvement relatif entre les obturateurs et régler ainsi la surface de l'orifice de dosage en réponse aux variations de la pression du combustible. L'orifice pour combustible peut avoir toute forme appropriée en section transversale. Cependant, on préfère 30 que la surface de la section transversale de l'orifice varie par des changements de deux dimensions de la section transversale de cet orifice, car les changements de la surface de l'orifice de dosage peuvent suivre ainsi un rapport de "la loi du carré* par rapport aux changements de la pression 35 d'admission du combustible dans le dispositif injecteur. Par exemple, l'orifice pour combustible peut avoir une section transversale à peu près triangulaire, la hauteur et la base du triangle variant (et de préférence augmentant conjointement) le long de l'orifice du combustible dans le sens du ^ mouvement relatif indiqué. 70 43314 2 2070227 L'un des obturateurs peut être un élément cylindrique et, dans ce cas, l'autre obturateur peut être un boîtier dans lequel est logé l'élément cylindrique. Les obturateurs peuvent se mouvoir l'un par rapport à l'autre suivant l'axe de l'élément 5 cylindrique* Si le premier obturateur est un élément cylindrique, l'orifice pour combustible peut être défini dans la surface courbe extérieure de l'obturateur ; dans un premier mode de réalisation de l'invention, le premier obturateur est un élément tabulaire et l'orifice pour combustible, qui est 10 défini dans la surface courbe extérieure de l'obturateur, communique avec l'alésage de l'élément tubulaire. Egalement selon l'invention, une installation d'injection du combustible pour un moteur à combustion interne comprend une série de dispositifs injecteurs dont" 15 chacun est construit selon l'invention, les entrées des dispositifs injecteurs étant montées de manière à recevoir le combustible d'un dispositif de mise sous pression qui établit la pression du combustible en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur. Le dispositif de mise 20 sous pression du combustible peut établir lia pression du combustible en fonction de la prise d'air du moteur. Ce dispositif de mise sous pression peut être, par exemple, du type décrit dans la demande de brevet français N°70 20736 du 5 ,iuin 1970, et la demande de brevet français n° 25 70 20 735 du 5 juin 1970, toutes les deux au nom des mêmes Demandeurs, ce dispositif comprenant un; mécanisme capable de créer une pression différentielle de commande sur une partie du trajet d'admission d'air dans le moteur et réglable pour maintenir cette différence de pression à une valeur pratiquement 30 constante, le fonctionnement du dispositif de mise sous pression étant fonction du réglage de ce mécanisme. On décrira maintenant à titre d'exemple, un dispositif injecteur de combustible selon l'invention, en se référant au dessin annexé, sur lequel ï 35 la figure 1 est une coupe transversale du dispo sitif injecteur. La figure 2 est une vue à plus grande échelle de l'un des composants de 1'injecteur, en coupe par la ligne II-II de la figure 1. 70 43314 3 2070227 La figure 3 est une vue fragmentaire observée dans le sens de la flèche III sur la figure 2. Les figures 4-A et 4-B constituent ensemble un schéma d'une installation d'injection de combustible comportant une 5 série de dispositifs injecteurs selon les figures 1 à 3* Le dispositif injecteur représenté sur la figure 1 comprend un boîtier extérieur définissant un corps 1 à partir duquel s'étend un ajutage allongé 2, L'entrée 3 du combustible dans le dispositif injecteur communique avec une chambre 4 10 ménagée dans le corps 1 et séparée par un diaphragme flexible 5 d'une autre chambre 6 également ménagée dans le corps 1. L'ajutage 2 contient tin obturateur tabulaire allongé 8 qui â'étend dans l'intérieur de la chambre 4 et se termine, à l'intérieur de cette chambre 4, par une partis agrandie 15 formant une tête 10. L'autre extrémité de l'obturateur 8 traverse une sortie 11 formée dans le boîtier extérieur à l'extrémité éloignée de l'ajutage 2, comme on peut le voir sur la figure 1. L'obturateur 8 est monté à frottement doux dans l'enveloppe extérieure dans la zone de la sortie 11 et 20 près du corps 1, de sorte que cet obturateur peut se déplacer axialement dans le boîtier extérieur vers l'intérieur de la chambre 4 et hors de celle-ci. Un orifice 12 pour combustible (figures 2 et 3) est formé dans la surface courbe extérieure de 1'obturateur 8 25 près de la tête agrandie 10 et communique avec un passage central 13, dont les extrémités sont ouvertes et qui est pratiqué dans l'obturateur de manière à s'étendre jusqu'à l'extrémité éloignée de ce dernier. Un épaulement 14 est formé dans la surface externe de l'obturateur 8 et un ressort 30 15, interposé entre cet épaulement et l'extrémité éloignée du boîtier de l'ajutage, pousse l'obturateur vers l'intérieur de la chambre 4 et en direction du diaphragme 3- Ce diaphragme 5 est, de son côté, poussé vers l'obturateur 8 par un ressort ? logé dans la chambre 6 à l'intérieur du corps 1 et reposant 35 sur une plaque 16 fixée au diaphragme. Quand le dispositif injecteur n'est pas alimenté en combustible, l'obturateur 8 prend une position dans laquelle la tête 10 de l'obturateur est en contact avec le diaphragme 5 et les forces exercées sur l'obturateur par les ressorts 15 et 7 40 sont en équilibre. Dans cette position, l'orifice 12 est BAD ORIGINAL 70 43314 2070227 entièrement en dedans de l'ajutage 2 du dispositif injecteur et est masqué par l'enveloppe de l'ajutage, comme on le voit sur la figure 1. Si le dispositif injecteur est alimenté par son entrée 3 en combustible sous pression, la pression de ce 5 combustible agit sur le diaphragme 5 depuis l'intérieur de la chambre 4 et, si cette pression est suffisamment élevée, elle écarte le diaphragme de la tête 10 de l'obturateur 8 à 1'encontre de l'action du ressort 7« De ce fait, l'obturateur 8 est autorisé à se mouvoir pour pénétrer dans la chambre 4-10 sous la poussée du ressort 15, à la suite de quoi l'orifice 12 pour combustible se trouve partiellement à l'intérieur de la chambre 4- et est en partie découvert, le degré d'ouverture de l'orifice étant déterminé par la pression du combustible dans l'entrée 3. Le combustible peut maintenant s'écouler depuis 15 la chambre 4*, à travers l'orifice de dosage défini par la partie démasquée de l'orifice 12 et le long du passage 13 dans l'obturateur, le combustible étant déchargé à l'extrémité éloignée de l'ajutage 2 à travers la sortie 11. Si la pression du combustible à l'entrée 3 devient plus forte, l'obturateur 8 20 est autorisé à pénétrer davantage dans la chambre 4- et l'orifice 12 est découvert à un degré encore plus important ; ainsi, par suite du profil particulier de l'orifice de combustible (qui sera décrit plus loin), on aboutit à une augmentation de la surface de l'orifice de dosage et à une augmentation de la 25 quantité de combustible qui sera déchargée par le dispositif injecteur. lu contraire, si la pression du combustible à l'entrée 3 diminue, l'obturateur 8 est ramené dans l'ajutage 2, sous l'effet du ressort 7 agissant sur le diaphragme 5, et on réduit ainsi le degré auquel l'orifice 12 est découvert. Si 30 l'admission du combustible dans l'entrée 3 s'arrête entièrement, ou si la pression du combustible tombe au-dessous d'une valetir donnée, le ressort 7, agissant par l'entremise du diaphragme 5, rappelle entièrement 1'obturateur 8 dans l'intérieur de l'ajutage 2 pour fermer complètement l'orifice 12. 35 Une butée 17, dont la position est réglable à partir de l'extérieur du dispositif injecteur à l'aide d'une vis 18, est installée dans la chambre 6 et limite la course du diaphragme 5 à partir de 1'obturateur 8 et, par conséquent, la pénétration de l'obturateur dans la chambre 4. ^ L'orifice 12 pour combustible présente une section BAD ORIGINAL1 70 43314 5 2070227 transversale sensiblement triangulaire quand on l'observe suivant l'axe de l'obturateur 8 (voir figure 2). La surface du triangle augménte, suivant l'axe de l'obturateur, à partir de zéro jusqu'à un maximum (c'est-à-dire une position dans 5 laquelle l'orifice 12 communique avec le passage 13 du combustible 13) et ensuite redescend de nouveau à zéro. De ce fait, une augmentation jusqu'à une certaine valeur maximale de la pression du combustible agissant sur le diaphragme 5 dans la chambre 4- provoque un agrandissement de la surface 10 de l'orifice de dosage définie par la partie découverte de l'orifice 12 et, par conséquent, une augmentation du débit du combustible à travers le dispositif injecteur. Quand la pression maximale indiquée est atteinte, l'orifice de dosage est entièrement ouvert et toute nouvelle augmentation de la 15 pression du combustible ne se traduira pas par vne augmentation correspondante du débit du combustible. On peut voir sur les figures 1 et 3 que la base et la hauteur du triangle, qui constituent la section transversale de l'orifice 12, augmentent conjointement le long de l'axe de 20 l'obturateur 8. Ce profilage particulier est avantageux en ce que les changements de la surface de l'orifice de dosage définie par l'orifice 12 suivent la "loi du carré" relativement au mouvement axial de l'obturateur 8 et, par conséquent, aux modifications de la pression du combustible dans l'entrée 3» 25 Si d'autres termes, un mouvement axial de l'obturateur 8 s'accompagne d'un changement relativement important de la surface de l'orifice de dosage. De plus, l'orifice 12 (figures 1 à 3) peut être facilement formé par une simple opération d'usinage, à savoir faire passer un outil de coupe 30 de forme triangulaire le long d'une ligne droite qui intersecte l'axe de 1'obturateur 8. Ce profilage particulier de l'orifice de combustible n'est cependant pas indispensable et on pourrait envisager d'autres formes. Par exemple, dans certains cas, il suffit u'une seule dimension de la section 35 transversale de l'orifice 12 soit variable. On voit que, d'une façon générale, on déterminera la forme de l'orifice de combustible en tenant compte de la caractéristique désirée de débit du comblastible/pression du combustible dans le dispositif injecteur. 40 Les figures 4-A et 4-E représentent plusieurs dispo 70 43314 6 2070227 sitifs injecteurs 20 dont chacun est du type représenté sur les figures 4 à 3 et qui sont montés dans une installation d'injection de combustible d'un moteur à combustion interne. Cette installation peut être analogue à celle décrite dans 5 la demande de brevet français n° 70 20 735 précitée et oïl peut utilement se reporter à cette demande pour obtenir une description plus détaillée des divers composants de l'installation. Brièvement, l'installation comprend un réservoir 100 à partir duquel le combustible est aspiré par une pompe 101 10 et est envoyé dans les dispositifs injecteurs 20 à travers un conduit de distribution 102 et un mécanisme 103 de soupape de réglage de pression. L'excès de combustible est recyclé du mécanisme 103 au réservoir 100 à travers une soupape de sécurité 104. 15 Le mécanisme 103 de soupape règle la pression à laquelle le combustible est introduit dans les dispositifs injecteurs 20 en fonction de la prise d'air du moteur. Ce mode de réglage est décrit en détail dans la demande de brevet français précitée® Brièvement, l'installation comprend une -20 soupape à air 105 qui est prévue en plus du papillon usuel 106. dans le conduit'107 qui assure l'arrivée d'air dans le moteur et l'installation comporte également un dispositif 108 de réglage de la dépression dans le circuit, dispositif qui détecte la dépression entre les soupapes 105 et 106 et qui, 25 agissant par l'entremise d'une tringlerie 109, règle la position de la soupape à air 105 pour maintenir la dépression à une valeur sensiblement constante. Le mécanisme 103 de réglage de la pression détecte la position de la soupape à air 105 à travers un conduit 110 et règle la pression du 30 combustible alimentant les dispositifs injecteurs lors des variations de la position de la soupape à air. L'agencement particulier (figure 4) par lequel le conduit 110 communique avec le conduit 107 d'entrée d'air est décrit dans la même demande précitée de brevet français. Des variations de la 35 pression du combustible alimentant les dispositifs injecteurs 20 se traduisent par un mouvement des obturateurs 8 (figure 1) des dispositifs injecteurs en vue de régler la quantité de combustible qui s'écoule à travers le dispositif. Les dispositifs injecteurs 20 sont montés de manière à décharger le combustible dans les passages d'entrée des cylindres du 70 43314 7 2070227 moteur, ou directement dans les cylindres. Il est clair que l'utilisation des dispositifs injecteurs représentés sur les figures 1 à 3 n'est pas limitée aux installations du type représenté sur les 5 figures 4-A et 4B, et que ces dispositifs pourraient servir dans n'importe quelle installation dans laquelle la mise sous pression du combustible se fait en fonction d'un paramètre de fonctionnement du moteur. 70 43314 8 2070227 REVENDICATIONS 1.— Dispositif injecteur de combustible pour une installation d'injection de combustible d'un moteur à combustion, interne, caractérisé en ce qu'il comprend deux 5 obturateurs mobiles l'un par rapport à l'autre et dont le premier comprend un orifice pour combustible destiné à coopérer avec le second obturateur de manière à définir un orifice de dosage du combustible dans le trajet d'écoulement de celui-ci entre l'entrée et la sortie du dispositif injecteur, 10 l'orifice pour combustible s'étendant dans le sens du mouvement relatif précité et présentant une section transversale dont la surface varie le long de l'orifice de combustible dans ce sens, si bien que la surface de l'orifice de dosage est réglable par lë mouvement relatif entre les obturateurs, et un organe 15 répondant à la pression qui est exposé à la pression du combustible à l'entrée du dispositif injecteur et qui est accouplé à au moins l'un des obturateurs pour provoquer le mouvement relatif entre les obturateurs et régler ainsi la surface de 18 orifice de dosage en réponse aux variations de 20 la pression du combustible® 2.— Dispositif selon la revendication! 1, caractérisé en c@ que la surface de la section transversale de l'orifice de combustible varie par des changements de deux dimensions de la forme de la section transversale de l'orifice du 25 combustible. 3.— Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice pour combustible présente une section transversale sensiblement triangulaire, la base et la hauteur du triangle variant le long de 1'orifice pour combustible dans 30 le sens dudit mouvement relatif. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la base et la hauteur du triangle augmentent conjointement le long de l'orifice de combustible dans le sens dudit mouvement relatif. 35 5*- Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 4, caractérisé en ce que le premier obturateur est un. élément cylindrique et 1'orifice de combustible est défini dans la surface extérieure courbe de cet obturateur. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- BAD original 70 43314 9 2070227 cations 1 à 4, caractérisé en ce que le premier obturateur est un élément tubulaire, l'orifice pour combustible étant défini dans la surface extérieure courbe de cet élément tubulaire et communiquant avec l'alésage de ce dernier. 5 7«- Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les obturateurs sont mobiles l'un par rapport à l'autre, dans le sens de l'axe du premier obturateur. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- 10 cations 5 à 7» caractérisé en ce que le second obturateur est un boîtier dans lequel est logé le premier obturateur. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications"'! à 4-, caractérisé en ce que l'un des obturateurs est un élément cylindrique et le second obturateur est un 15 boîtier dans lequel est logé l'élément cylindrique. 10è- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les obturateurs sont mobiles l'un par rapport à l'autre dans le sens de l'axe de l'élément cylindrique. i 20 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 10, caractérisé en ce que l'organe répondant à la pression est un diaphragme flexible. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'un des obturateurs est poussé élastiquement 25 vers une position de contact avec le diaphragme et est déplacé par le diaphragme par rapport à l'autre obturateur à 1'encontre de cette force élastique. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'organe répondant à la 30 pression agit pour augmenter la surface de lforifice de dosage en réponse à une augmentation de la pression du combustible à l'entrée du dispositif injecteur. 14.- Installation d'injection de combustible pour un moteur à combustion interne, caractérisée en ce qu'elle 35 comprend une série de dispositifs injecteurs dont chacun est tel que spécifié dans l'une quelconque des revendications 1 à 13, les entrées des dispositifs injecteurs étant montées de manière à recevoir le combustible à partir d'un dispositif de mise sous pression qui établit la pression du combustible en 40 fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur. 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