Brevet FR2054542A1 — publié le 19710423

La présente invention concerne une soupape d'injection tubulaire pour moteurs à combustion interne, comportant une aiguille d'injection s'ouvrant en sens contraire à l'écoulement du carburant et d'une conception particulièrement élancée et d'une faible section. Dans des injecteurs de conception connue, le diamètre extérieur,par rapport à la longueur de l'injecteur ne doit pas etre inférieur à une certaine va-leur, étant donné que les alésages pour les conduites d'alimentation en carburant doivent être logées dans le corps. Ceci augmente leur encombrement et ces injecteurs ne correspondent plus aux exigences requises pour une installation d'injection de moteurs à combustion interne de petite dimension. On connaît déjà des soupapes d'injection longues à petite section. Elles comportent des éléments de support particuliers pour l'aiguille d'injection, l'élément près de la pointe servant alors en même temps de siège de soupape. I1 a été également proposé de réaliser le corps de l'injecteur en tôle roulée et de prévoir les admissions en carburant sous. forme de fentes, pratiquées dans -la paroi. Tu est aussi connu de composer lé corps de la soupape à partir de morceaux des tubes vissés les uns dans les autres. Les éléments de guidage pour l'aiguille d'injection sont vissés à l'intérieur et étanchéifiés au moyen de matières synthétiques durcissables. L'insertion de bouchons creux ou l'utilisation de surfaces d'appúi, tsphériques, est également connue.De même, il a été proposé de former ultérieurement le corps de l'injecteur et/ou les endroits de support lors du montage de l'aiguille. Dans toutes ces réalisations on renonce à l'usinage d'alésages particuliers~pour l'alimentation en carburant. Après avoir été acheminé par l'intrmédiaire d'évidements, de fentes, de rainures ou analogues à proximité immédiate de l'aiguille d'injection, le carburant est conduit à l'ouverture de sortie directement entre l'aiguille d'injection et le corps de l'injecteur. Pour cette raison, l'aiguille présente un jeu correspondant aux endroits de passaae du carburant. Lorsaue la pression dans la chambre de l'aiguille augmente, cette dernière se soulève de son siège et le carburant peut sortir par le trou de pulvérisation. Toutes ces réalisations comportent une série d'inconvénients, se manifestant individuellement ou tous en m8me temps, mais ce sont surtout les dépenses de fabrication qui-sont trop élevées. L'usinage du taraudage est difficile et ne peut pas toujours titre réalisé avec la préeision~d'ajustement nécessaire Le garnissage par coulage de résines- synthétiques ou l'utilisation de garnitures en matière synthéticrue ne convient également pas-.La matière synthétique ne résiste plus aux changements de températures- rapides- et aux pressions élevées (environ 200 atm.). Des fissures et de l'usure sur les pièceù'- en matière synthétique en sont la conséquence. Il en résulte -des impréci- sions pour le guidage de l'aiguille conduisant-à un grippage et un coincement. En outre, il se produit des irrégularités pendant le processus-d'injection pouvant provoquer des défaillances de lrinjecteur. Le formage ultérieur du-corps de l'injecteur ou d'autres parties de la soupape d'injection ne donnent également pas les résultats souhaités du fait que le déroulement de formage n'est que difficilement. contrôlable et ne s'effectue pas toujours uniformément.En plus, les températures se produisant lors de l'injection conduisent à des déformations à la suite desquelles l'aiguille va gripper La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients connus ou de les réduire. L'invention vise à créer une soupape d'injection d'une section faible et dans laquelle le guidage de l'aiguille est réalisé de telle façon qu'un grippage de cette dernière par échauffement est-évité au moyen d'un refroidissement correspondant. Conformément à la présente. invention, ce problème a été résolu comme suit : un corps de support d'injecteur se composant de deux pièces. tubulaires est muni à son extrémité d'un gicleur. Celui-ci comporte. un ou plusieurs alésages débouchant dans un alésage collecteur qui est étanchéifié par rapport à l'espace restant de l'injecteur par la pointe de l'aiguille d'injection. Dans l'autre extrêmité du. corps du support d'injecteur, est vissée une pièce tubulaire dontvl'extrtmité inférieure comporte une douille de guidage pour l'aiguille d'injection et dont l'ex- trêmxt-e supérieure porte une tige filetée. Le ressort de pression et une plaquette se trousent dans l'espace intérieur de la chambre ainsi créée, limitant la course de l'aiguille d'injection.La piece tubulaire est guidée dans le corps du support d'injecteur avec un jeu important, formant ainsi un espace annulaire qui est en liaison avec l'espace de l'injecteur par l'inter médiaire de fraisages pratiqués dans la douille de guidage Le carburant pénètre par un alésage d'alimentation dans l'espace annulaire,et à travers les fraisages dans l'espa-ce de l'injecteur. L'aiguille d'injection est continuellement entourée par le flux de carburant et refroidie en permanence-. Lorsque la pression d'ouverture est dépassée, l'aiguille dtinjection se soulève de son siège dans la pointe du gicleur et le carburant est pulvérisé dans la chambre de combustion en passant par l'alésage collecteur et les alésages du gicleur.La douille de guidage est immobilisée dans la pièce tubulaire par vissage ou par un autre moyen de fixation approprié. Afin d'obtenir un alignement du guidage de l'aiguille d'injection par rapport à la surface d'étanchéification dans la pointe du gicleur et par rapport aux surfaces de guidage, le filetage de la pièce tubulaire présente un jeu suffisant. Un joint annulaire élastique, par exemple en caoutchouc ou en matière plastique, assure l'étanchéité de l'espace annulaire et du filetage. Pour compenser un faible décalage encore existant, l'aiguille d'injection comporte sur sa tige plusieurs bpaulements ou décolletages assurant cette compensation par la faible résistance à la flexion de la tige. Par la rotation de la pièce tubulaire on règle la course de l'aiguille. Une fois la course règlée, la pièce tubulaire est immobilisée au moyen d'un contre-écrou, Le réglage de la pression d'ouverture s'effectue par rotation de la tige filetée et par son blocage subséquent au moyen d'un contreécrou. Ce réglage de la pression d'ouverture n'entraîne aucun changement: pour la course. La tige filetée est munie d'une rainure permettant à l'huile de fuite, pénétrée dans la chambre à ressort, de s'écouler. tJne autre solution du problème posé consiste dans l'aménagemment d'une chambre à ressort à la place de la pièce tubulaire. Cette chambre à ressort est suspendue à un élément élastique en intercalant une nièce entretoise et est obturée à son extrémité inférieure par la douille de guidage- créant ainsi un-espace fermé. I1 est prévu, pour délimiter la course, une vis de réglage particulière et un contre-écrou. La mise au point de la pression d'ouverture s'effectue par le réglage de l'élément élastique. Le carburant pénètre dans espace annulaire par les alésages d'alimentation et s'écoule dans la chambre de l'injecteur par des fraisages ménagés dans la vis de réglage. L'alignement du guidage de l'aiguille d'injection est obtenu par l'intermédiaire de l'élément élastique. Les avantages de- l'invention résident dans le logement plus facile dans la tête du cylindre du moteur à combustion interne et dans la fabrication plus économique par rapport aux soupapes d'injection utilises jusqu' ce jour. Les poussoirs de transmission entre l'aiguille d 'injection et le- ressort de pression qui ont été utilisés jusqu'à maintenant ne sont plus nécessaires. De ce fait, la masse en mouvement est fortement réduite et I' Iflertie ainsi que la pression spécifique à la surface d'étanchêification entre l'aiguille d'injection et la pointe de l'injecteur sont diminuées.Une partie des pièces peut entre réalisée à partir de tubes habituellement vendus dans le commerce ce qui a une influence favorable sur le prix du matériel et sur le prix de fabrication. Le réglage de la course de l'aiguille et de la pression d'ouverture s'effectue d'une manière simple et sans influence mutuelle des deux opérations. La section de la soupape d'injection est diminuée par la suppression des alésages d'alimentation en-carburant dans les parois du support d'injecteur. Le guidage de l'aiguille est amélioré au moyen de la pièce tubulaire élastique ou de la chambre suspendue élastiquement. Par le flux permanent-du carburant autour de l'aiguille, on obtient un bon effet-de refroidissement, permettant d'dviter un grippage de l'aiguille suite à une déformation provoquée par la chaleur. Au lieu d'une douille de guidage métallique pour l'aiguille d'injection on peut également utiliser une douille en caoutchouc ou-d'une autre matière plastique ou encore un élement éLastique, par exemple un diaphragme. Une forme de réalisation de l'objet de L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif au dessin annexé La Fig. 1 est une représentation en coupe d'une soupape d'injection. La Fig. 2 montre également en coupe une soupape d'injection suivant une autre forme de réalisation. Le corps du support d'injecteur (3) se compose de deux pièces tubulaires (1,2) et est muni, sur l'une de ses extre- mités d'un gicleur t4). Celui-ci comporte plusieurs alésages de pulvérisation (5) débouchant dans un alésage collecteur (6) Cet alésage (6) est étanchéifié par rapport à l'espace restant (7) de l'injecteur par la pointe (8) de l'aiguille d'injection. Dans l'autre extrémité du corps de support d'injecteur (3), est vissée une pièce tubulaire (9) qui est munie à son extrémité inférieure d'une douille de guidage (11) et qui porte à l'ex tremité supérieure une tige filetée (19). A l'intérieur de la chambre ainsi formée se trouve le ressort de pression (18) et une plaquette (17) limitant la course de l'aiguille d'injection (12). La pièce tubulaire(9) est logée dans le corps du support d'injecteur (3) avec un jeu important -de façon qu'il soit créé un espace annulaire (25) qui se trouve en liaison avec l'espace (7) de l'injecteur par l'intermédiaire des fraisages (13) de la douille de guidage (11). Celle-ciest maintenue dans la pièce tubulaire (9) par vissage ou par un autre moyen de fixation approprié.Le filetage (10) de la pièce tubulaire (27) plusieurs épaulements ou décolletage (26) assurant une compensation en raison de 1a faible résistance àla flexion de la tige. L'espace annulaire (25) et le filetage (10) sont étanchéifiés par un joint annulaire élastique (16) pouvant etre en caoutchouc ou en matière synthétique La rotation de la pièce tubulaire (9) permet de régler la course de l'aiguille.Une fois ce réglage terminé, la pièce tubulaire (9) est bloquée au moyen d'un contre-écrou (15). ta tension initiale (19). cette tension initiale correspond en meme temps à la pression d'ouverture de la soupape d'injection. Afin d'éviter un déréglage de la pression, la tige filetée (19) est bloquée dans sa position par un contre-6crou (21). Sur la tige filetée (19) une rainure (20) est ménagée, par laquelle l'huile de fuite, entrée dans -la- chambre à ressort, peut s'écouler. Le carburant pénètre dans l'espace annulaire (25) par les alésages d'alimentation (24) et dans l'espace (7) de l'injecteur en passant par les fraisages (13, 14). La conduite à carburant ainsi réalisée remplit en même temps la fonction d'une conduite de refroidissement. Le carburant lui-meme remplace un agent réfrigérant.Lorsque la pression d'ouverture est dépassée, l'aiguille d'injection (12) se soulève de son siège dans la pointe du gicleur (4) et le carburant est pulvérisé dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne, par l'intermédiaire de l'alésage collecteur (6) et les alésages (5) du gicleur. Un autre exemple de réalisation est représenté à la Fig.2 La pièce tubulaire est remplacée par une chambre à ressort (28). Cette dernière est suspendue à un élément élastique (30) en intercalant une entretoise (33). L'extrêmité inférieure de la chambre à ressort (28) est obturée par la douille de guidage (22). Le réglage de la pression d'ouverture s'effectue au moyen d'un déplacement de l'élément élastique (30). Une vis de réglage particulière (31) avec un contre-écrou (32) est prévue pour fixer la course de l'aiguille. Le fonctionnement de cette forme de réalisation correspond à celui de la réalisation suivant la Fig. 1. REVENDICATIONS 1 - Soupape d'injection tubulaire pour moteurs à combustion interne comportant une aiguille- d'injection s'ouvrant en eers contraire à l'ncoulement du carburant caractérisée par le fait cu'un ressort de pression 18 est loaé d2ns une chambre fermée qui est vissée en formant un ensemble dans le corps de support d'injecteur (3), une douille de guidage (11,22) étant montée comme pièce de fermeture inférieure de cette chambre, douille dans laquelle est guidée une aiguille d'injection (12) et qui comporte des dispositifs permettant de régler indépen- damment l'une de l'autre la course de l'aiguille d'injection (12) et la pression d'ouverture de la soupape d'injection. 2 - Soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la chambre se compose d'une pièce tubulaire (9), d'une tige filetée (19) et de la douille de guidage (11) et qu'il se trouve entre la paroi extérieure de la pièce tubulaire (9) et la paroi intérieure du corps de support d'injecteur (3) un espace annulaire (25) servant en même temps de conduite à carburant et de conduiternde refroidissement. 3 - Soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la chambre est composée d'une chambre à ressort (28) et de la douille de guidage (22) et que la chambre à ressort (28) est suspendue à un élément élastique(30) en intercalant une entretoise (33) et par le fait qu'on a ménagé entre la paroi extérieure de la chambre à ressort (28) et l'entretoise (33) d'une part et la paroi intérieure du corps de support d'injecteur (3) d'autre part, un espace annulaire qui sert en même temps de conduite à carburant et de conduite de refroidissement. 4 - Soupape d'injection, suivant l'une des revendications ' et 2, caractérisée par le fait que la course de l'aiguille d'innection (12) est déterminée par la position de la pièce tubulaire (9) dans le corps de support d'injecteur (3) et que a pression d'ouverture de la soupape est déterminée par la oosition de la tige filetée (19) dans la pièce tubulaire (9) et que le règlage de l'un de ces composants peut s'effectuer indépendamment de l'autre. 5 - Soupape d'injection suivant l'une des revendications 1, 2 et 4, caractérisée par le fait que la douille de guidage (11) est munie de fraisages (13) permettant le passage du carburant de l'espace annulaire (25) vers l'espace (7) de l1injec- teur. 6 - Soupape d'injection suivant l'une des revendications 1 et 3, caractèrisée par le fait que la pression d'ouverture de la soupape est déterminée par la position de la chambre à ressort (28) dans le corps de support d'injecteur (3) et que la course ae l'aiguille d'injection (12) est déterminée par la position-a'une vis de~réglage (31) dans le corps de support d'injecteur (3) et par le fait que le -règlage de l'un des composants peut- s'effectuer indépendamment de l'autre sans que l'une des valeurs règlées exerce une influence sur l'autre valeur. 7 - Soupape d'injection suivant l'une des revendications 1, 3 et. 6, caractérisée par le fait que la vis de réglage (31) comporte des fraisages (14) permettant le passage du carburant de l-'espace annulaire (25) vers l'espace (7) de l'injecteur. 8 soupape d'injection suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que la douille de guidage (11,22) est remplacée par une pièce moulée élastique ou par un diaphragme.