Brevet FR2463861A1 — publié le 19810227

La présente invention concerne généralement les injecteurs de carburant pour moteur Diesel, et plus spéci- fiquement un injecteur de carburant ayant un orifice d'injection principal dans lequel l'injection principale de carburant a lieu et un orifice d'injection auxiliaire dans lequel l'injection primaire de carburant a lieu avant l'injection principale de carburant. En figure 1, on a représenté un injecteur de carburant pour moteur Diesel selon l'art antérieur. Celui-ci est un injecteur de carburant du type à étranglement ou à broche etest largement utilisé dans les moteurs Diesel à chambre à remous. Dans ce type d'injecteur de carburant, le carburant sous pression est amené par un passage 1 de carburant à une chambrede pression 2 pendant la course de refoulement d'uoepompe à injection de carburant (non représentée). La pression développée dans la chambre 2 agit sur la section 3a tronconique d'une soupape 3 en forme d'aiguille, en forçant ladite soupape en forme d'aiguille vers le haut sur le dessin. Quandla pression dans la chambre 2 est supérieure à une valeur prédéterminée, c'est-à-dire une pression d'ouverture de l'injecteur, la soupape 3 en forme d'aiguille est soulevée hors de son siège 3b et le carburant est injecté par l'orifice 4 d'injection dans la chambre de combustion du moteur. En figures 2A et 2B, d'autres types d'injecteurs de carburant sont montrés, qui sont construits pour réaliser une injection de carburant primaire avait l'injection principale de carburant. Ces injecteurs ou buses de carburant sont du-type Pintaux et comprennent un ou plusieurs orifices 5 d'injection de carburant primaire par lesquels une injection primaire de carburant a lieu avant l'injec- tion principale de carburant par l'orifice 4 d'injection principale. En particulier, dans le cas de l'injecteur de carburant illustré par la figure 2B, l'injection primaire de carburant est réalisée activement ou positivement grâce à une saillie 6 formée avec la partie pointue de la soupape 3 formant aiguille de façon à maintenir l'orifice 4 d'injection principale fermé lors de l'étape initiale de soulèvement de la soupape formant aiguille ou de l'injec- tion de carburant. L'orifice d'injection auxiliaire est connu pour réduire le bruit du moteur Diesel et améliorer le démarrage à froid du moteur car il permet d'accroître l'efficacité d'utilisation de l'air dans la chambre de combustion près de l'orifice d'injection principale pour l'atomisation du carburant injecté. Cependant, comme l'orifice d'injection auxiliaire de l'injecteur de carburant selon l'art antérieur est constitué d'un simple alésage circulaire droit, le carburant injecté lors de l'étape d'injection de carburant primaire n'est pas entièrement atomisé, mais tend à rester sous forme d'un courant de carburant injecté ou sous forme de goutte- lettes. Ainsi, selon l'art antérieur, un accroissement substantiel de l'efficacité d'utilisation de l'air et ainsi l'atomisation optimale du carburant injecté ne peuvent être obtenus. Selon la présente invention, l'injecteur de carburant pour moteur Diesel comprend ui orifice d'injection principale et un orifice d'injection auxiliaire. L'orifice d'injection auxiliaire s'ouvre sur une gorge dans laquelle un élément atomiseur est fixé. Le carburant est injecté de l'orifice d'injection auxiliaire à travers l'élément atomiseur dans la chambre de combustion du moteur. En passant à travers l'élément atomiseur, le carburant venant de l'orifice d'injection auxiliaire est complètement atomisé et le carburant atomisé se présente sous forme de cône. En conséquence, c'est un objet de la présente invention de procurer un injecteur de carburant pour moteur Diesel ayant un moyen d'atomisation pour permettre au carburant venant des orifices d'injection auxiliaire d'être complètement atomisé, ledit carburant atomisé se présentant sous forme d'un cône qui occupe la section de la chambre de combustion du moteur près de l'orifice d'injection principale, pour ainsi sensiblement réduire l'émission de fumée et le bruit du moteur tout en améliorant le comportement du moteur au démarrage, particulièrement son comportement au démarrage à froid. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant des modes de réalisation préférés de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partielle de l'injecteur de carburant pour moteur Diesel selon l'art antérieur; - les figures 2A et 2B sont des vues semblables à la figure 1, montrant d'autres types d'injecteurs de carburant selon l'art antérieur; la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un injecteur de carburant pour m&.eur Diesel selon la présente invention; - les figures 4A, 4B et 4C sont des vues arrière de l'injection de fuel selon la figure 3, montrant diffé- rents modes de réalisation selon la présent invention; et - la figure 5 est une vue en coupe partielle d'un moteur Diesel dans lequel l'injecteur de carburant selon la présente invention est installé. En figure 3, on a représenté un mode de réalisation d'injecteur de carburant selon la présente invention comprenant une gorge 7 qui est formée dans la partie pointue du corps de l'injecteur (sans référence numérique) et dans laquelle un élément atomiseur 8 est fixé. Le dessin et la disposition de la gorge 7 est plus clairement montré par les figures 4A-C, o les différentes formes de ladite gorge définissent des modes de réalisation différents de la présente invention. Une pluralité d'orifices 5 d'injection auxiliaire près de l'orifice 4 d'injection principale s'ouvrent dans la gorge 7. L'élément atomiseur 8 comprend un matériau à maille telle une mousse métallique ou une laine d'acier ou peut comprendre également un matériau poreux tel qu'un alliage ou une céramique frittés. En se référant aux figures 4A, 4B et 4C, la gorge 7 et l'élément atomiseur 8 peuvent prendre différentes formes selon la disposition désirée des orifices 5 d'injection auxiliaire. Comme il est indiqué dans la figure 4A, la gorge 7 présente une forme circulaire et est disposée concentriquement par rapport à l'axe de l'orifice 4 d'injection principale. De façon alternative, la gorge 7 peut prendre une forme semi- circulaire comme il est indiqué dans la figure 4B ou une forme rectiligne comme il est indiqué dans la figure 4C. La sélection de la forme de la gorge est déterminée selon les caractéristiques requises des performances du moteur. La figure 5 montre l'injecteur de carburant selon la présente invention installé dans le moteur. Dans cette figure, la référence numérique 11 représente une tête de cylindre, la référence numérique 12 représente une chan- bre à remous, la référence numérique 13 représente une fiche à incandescence pour le démarrage du moteur, la réfé- rence 14 représente un bloc de cylindre, la référence 15 un piston et la référence 16 une chambre de combustion principale. En se référant aux figures 3 et 5, pendant le fonction- nement, pendant la course de refoulement de la pompe d'injection de carburant (ndnreprésentée), le carburant sous pression est conduit par le passage 1 de carburant à la chambre de pression 2, en forçant la soupape 3 formant aiguille dans une direction telle qu'elle est soulevée de son siège 3b. Quand la pression développée dans la chambre 2 et agissant sur la section 3a de forme tronconique de la soupape formant aiguille dépasse une pression prédéter- minée d'ouverture de l'injecteur, la soupape 3 formant aiguille est soulevée de son siège et l'injection primaire de carburant a lieu par les orifices 5 d'injection auxi- liaire. A ce moment, comme une gorge 7 est prévue aux extrémités de sortie des orifices 5 d'injection auxiliaire et qu'un élément atomiseur 8 est fixé dans ladite gorge, le carburant 1A injecté des orifices d'injection auxiliaire est complètement atomisé et le carburant atomisé se présente sous forme d'un cône. Comme l'atomiseur 8 interrompt aussi la force du flux direct du courant de carburant liquide dans la chambre de combustion, le carbu- rant injecté primaire reste dans la section supérieure de la chambre sous forme atomisée et ainsi remplit ladite section supérieure près de orifice 4 d'injection principale tandis que la pression dans la chambre de pression 2 lors de l'étape initiale de l'injection de carburant est relativement basse, il en résulte une efficacité d'utilisation de l'air accru. Quand le soulèvement de la soupape 3 formant aiguille augmente, la saillie 6 ouvre l'orifice 4 d'injection prin- cipale. L'injection principale de carburant a lieu alors par l'orifice circulaire défini par b partie pointue de la soupape 3 formant aiguille et l'orifice 4 d'injection principale. Le carburant 1B injecté de l'orifice 4 d'injec- tion principale est ainsi pulvérisé sous forme d'un cône creux et occupe principalement la section centrale de la chambre de combustion pour être ensuite mélangé avec l'air. Les hommes de l'art comprendront facilement que l'injecteur de carburant selon la présente invention est construit de façon optimale pour augmenter sensiblement l'efficacité d'utilisation de l'air en atomisant complète- ment le carburant dans la section supérieure de la chambre de combustion et en remplissant de façon plus effective la section supérieure avec du carburant atomisé pour assurer une combustion complète. Il en résulte une émission de fumée et un bruit du moteur réduitsainsi qut un comportement au démarrage du moteur amélioré, particulièrement lors du démarrage à froid. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en couvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E VTE N D I C A T I 0 N S 1. Injecteur de carburant pour moteur Diesel du type comprenant un orifice d'injection principale par lequel l'injection principale de carburant a lieu, au moins un orifice d'injection auxiliaire par lequel l'injection pri- maire de carburant a lieu avant l'injection principale de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend une gorge dans laquelle s'ouvre ledit orifice d'injection auxiliaire et un élément atomiseur fixé dans ladite goripde telle façon que le carburant est injecté dudit orifice d'injection auxiliaire à travers ledit élément atomiseur dans la chambre de combustion du moteur. 2. Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit orifice d'injection auxiliaire s'ouvre à son extrémité de sortie dans ladite gorge. 3. Injecteur dé carburant selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une pluralité d'orifices d'injection auxiliaire sont prévus et en ce que ladite gorge présente une forme circulaire. 4. Injecteur de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une pluralité d'orifices d'injection auxiliaire sont prévus et en ce que ladite gorge présente une forme semi-circulaire. 5. Injecteur de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une pluralité d'orifices d'injection auxiliaire sont prévus et en ce que ladite gorge présente une forme rectiligne. 6. Injecteur de carburant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que ledit élément atomiseur comprend un matériau à maille tel qu'une mousse métallique ou une laine d'acier. 7. Injecteur de carburant selon l'une des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que ledit élément atomiseur comprend un matériau poreux tel qu'un alliage ou céramique frittés.