Brevet FR2475143A1 — publié le 19810807

La présente invention concerne un injecteur de combusti- ble destiné à alimenter en combustible un moteur à allumage par compression et comportant un corps avec un alésage, un obturateur coulissant dans l'alésage pour régler le débit de combustible à travers un orifice de sortie, des moyens élas- tiques rappelant l'obturateur de façon à empêcher tout débit de combustible à travers l'orifice de sortie, ces moyens élas- tiques étant disposés à l'intérieur d'une chambre située dans le corps et dans laquelle le combustible peut fuir par le jeu entre l'obturateur et la paroi de l'alésage, des moyens pour évacuer le combustible de cette chambre, le corps comportant une arrivée pour le combustible liquide sous pression, la pression du combustible agissant, en service, sur l'obturateur pour le soulever contre l'action des moyens élastiques. Pour permettre au combustible récupéré par la chambre de s'échapper, il est courant-de prévoir un passage d'évacua- tion dans le corps et de prévoir un raccordement de ce pas- sage d'évacuation à une évacuation. Certes, ceci permet au combustible de s'échapper et empêche ainsi une accumulation du combustible sous pression dans la chambre, bien que, dans certains cas on laisse la pression dans la chambre s'élever pour faciliter l'action des moyens élastiques. La nécessité d'établir ce raccordement à l'évacuation soulève des problèmes en ce qui concerne le montage de l'in- jecteur, notamment dans le cas o ces injecteurs sont dispo- sés sous le carter de culbuteurs commandant les soupapes du moteur. Si tel est le cas, il est nécessaire de prévoir un raccordement vers l'évacuation à travers la paroi du carter de culbuteurs pour empêcher toute fuite de combustible des injecteurs qui diluerait l'huile de graissage du moteur. On sait raccorder la chambre précitée à l'arrivée de combustible par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour qui s'ouvre lorsque la pression du combustible à l'arrivée tombe à la valeur de la pression résiduelle à l'extrémité du pas- sage d'arrivée du combustible. En conséquence, la pression dans la chambre est égale à la somme de la pression résiduelle et de la pression nécessaire pour ouvrir le clapet anti- 2 4 75 143 retour.,Le fait qu'en service la pression résiduelle puisse varierentraine que la pression dans la chambre peut varier. Cette dernière agit sur l'obturateur pour aider l'action des moyens élastiques et, en conséquence, la pression nécessaire pour soulever l'obturateur variera. Le but de la présente invention est de proposer un in- jecteur de combustible du type considéré sous une forme dans laquelle aucun raccordement extérieur n'est nécessaire pour évacuer le combustible récupéré par la chambre et dans laquel- le la pression en service dans la chambre est pratiquement in- dépendante des variations de la pression résiduelle à l'arri- vée de combustible. Selon la présente invention, un injecteur du type con- sidéré comprend un clapet de surpression comportant un clapet ayant une surface exposée à la pression de la chambre et une surface opposée exposée à la pression à l'extérieur de l'injecteur, des moyens élastiques rappelant le clapet dans une position fermée, la pression dans la chambre agissant sur la première surface pour déplacer le clapet et l'amener dans une position ouverte pour permettre au combustible de s'écou- ler jusqu'à l'arrivée de combustible, et un clapet anti-retour à travers lequel le combustible s'écoule jusqu'à cette arrivée, la pression nécessaire pour amener le clapet dans la position ouverte étant supérieure à la somme de la pression résiduel- le maximale à l'arrivée de combustible lorsque, en service, la fourniture du combustible a cessé, et de la pression né- cessaire pour ouvrir le clapet anti-retour. On va maintenant décrire un exemple de l'unité d'injec- teur de combustible selon l'invention-, en se référant au'des- sin annexé sur lequel la figure unique représente schématique- ment un tel injecteur. L'injecteur représenté sur ce dessin comporte un corps dans lequel est formé un alésage cylindrique 11, lequel prolonge une chambre 12. Un obturateur 13 peut coulisser à l'intérieur de l'alésage et son extrémité adjacente à la chambre présente une butée pour ressort 14. Cette butée 14 est positionnée sur une extrémité d'un ressort de compression hélicoïdal 15 dont l'autre extrémité s'applique contre une paroi d'extrémité de la chambre. L'autre extrémité de l'obturateur a un diamètre plus petit et se termine par une partie conique destinée à coopé rer avec un siège 16 formé autour d'une sortie 17. Un espace annulaire 18, ménagé dans le corps, communique avec un passa- ge d'arrivée de combustible 19 qui, en service, est raccordé à une pompe à injection de combustible 20. La pompe 20 est entraînée en synchronisme avec le moteur associé. En service, lorsque la pompe à injection injecte du combustible sous pression, celui-ci agit sur la surface en gradins de l'obturateur 13 pour le soulever contre l'action du ressort 15. Le combustible peut alors s'écouler à travers l'ouverture 17, l'obturateur se refermant sur le siège 16 lorsque cesse l'arrivée de combustible par la pompe à injec- tion. Lorsque cette arrivée cesse, la pression dans le passage 19 tombe à une valeur résiduelle permettantainsi à l'obtura- teur 13 de revenir rapidement à la position fermée. La pres- sion de combustible résiduelle est beaucoup plus faible que la pression nécessaire pour soulever l'obturateur contre l'action du ressort 15, mais elle n'est pas constante quelle que soit la vitesse de fonctionnement du moteur. En service, du combustible fuit par le jeu de fonction- nement entre l'obturateur et la paroi de l'alésage 11, pour atteindre la chambre 12. Si la pression de combustible dans la chambre 12 pouvait s'élever à une valeur suffisante, l'élé- ment de soupape 13 ne pourrait plus s'ouvrir. Afin de régler la pression à l'intérieur de la chambre 12, on prévoit un clapet de surpression repéré dans son ensemble en 21. Ce clapet comporte un clapet 22 pouvant cou- lisser dans un alésage 23 qui communique avec la chambre 12. Le clapet a une partie sensiblement cylindrique qui guide son mouvement axial à l'intérieur de l'alésage, une portion 24 de section plus faible qui délimite une chambre annulaire 25 avec la paroi de l'alésage 23, et une tête 26. Un prolonge- ment cylindrique 27, monobloc avec cet élément, s'étend à travers un alésage 28 jusqu'à une autre chambre 29. Cette chambre 29 communique avec l'extérieur de l'injecteur et est en conséquence soumise à la pression entourant l'injecteur. Dans la majorité des cas, ce sera la pression atmosphé- rique, mais elle peut être légèrement inférieure dans le cas o l'injecteur est disposé à l'intérieur du carter des culbu- teurs du moteur, et o ce dernier est équipé d'un système de ventilation de carter. Le clapet 22 est assujetti à un ressort 30, situé dans la chambre 29, qui tend à ramener la tête 26 en contact avec un siège situé à l'extrémité de l'alésage 23 opposé à la chambre 12, l'alésage étant légèrement élargi au voisinage de la tête. Un perçage axial 31 est réalisé dans le clapet et part de la chambre 12; il s'étend dans là tête 26 o il communi- que avec un perçage transversal. L'espace annulaire 25 est raccordé au passage d'arrivée 19 par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 32 assujetti à un ressort. La force exercée par le ressort 30 sur le clapet 22 est telle que la pression dans la chambre 12 doit s'élever au-dessus de la somme de la pression résiduelle maximale dans le passage 19 et de la pression nécessaire pour ouvrir le clapet anti-retour 32. En conséquence, en service, dès que la pression dans la chambre s'élève à-.la valeur déterminée par le ressort 30, le clapet 22 se soulève pour faire commu- niquer la chambre 12 avec l'espace annulaire 25. Si du com- bustible est en cours d'admission, le clapet anti-retour 32 reste fermé mais, si la valeur de la pression dans le passa- ge 19 est sa valeur résiduelle, le clapet 32 s'ouvre pour permettre au combustible de s'écouler de la chambre 12 vers le passage 19. La tete du clapet 22 se referme sur son siège lorsque la pression dans la chambre 12 a été réduite à la valeur déterminée par le ressort 30. Le clapet antiretour 32 sert à empêcher le combustible, à la pression d'injection, de passer dans la chambre à ressort 12 dans le cas o l'élément de clapet 22 est soulevé lorsque la pompe à injection 20 fournit du combustible. Une extrémité du clapet 22 est soumise à la pression de la chambre 12 et son autre extrémité à la pression de la chambre 29; en conséquence, il se soulève toujours à la pres- sion déterminée par le ressort 30. On notera que le clapet 22 présente une gorge circon- férentielle qui reçoit un joint torique coopérant avec la paroi de l'alésage 23. En outre, l'alésage 28 présente une gorge qui reçoit également un joint torique pour assurer l'étanchéité entre l'alésage 28 et le prolongement 27. Toute fuite de combustible pouvant survenir dans la chambre 29 est si faible qu'elle n'a aucun effet sur l'huile de graissage du moteur. Bien entendu, la réalisation décrite présente l'avanta- ge que la pression dans la chambre 12 peut s'élever au-dessus de la pression atmosphériquede sorte que la pression de com- bustible peut aider l'action du ressort 15 pour maintenir l'obturateur en contact avec son siège. Ceci signifie que le ressort 15 peut être plus faible qu'il ne serait nécessaire en d'autres cas. 2475 143 R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Injecteur de combustible destiné à alimenter en combustible un moteur à allumage par compression et compor- tant un corps (10) avec un alésage (11), un obturateur (13) coulissant dans l'alésage (11) pour régler le débit de combus- tible à travers un orifice de sortie (17),des moyens élasti- ques (15) rappelant l'obturateur (13), de façon à empêcher tout débit de combustible à travers l'orifice de sortie (17), ces moyens élastiques (15) étant disposés à l'intérieur d'une chambre (12) située dans le corps et dans laquelle le combus- tible peut fuir par le jeu entre l'obturateur et la paroi de l'alésage, des moyens pour évacuer le combustible de cette chambre, le corps comportant une arrivée pour le combustible liquide sous pression (19), la pression du combustible agis- sant, en service, sur l'obturateur (13) pour le soulever contre l'action des moyens élastiques (15), caractérisé par le fait que les moyens pour évacuer le combustible de cette chambre comprennent un clapet de surpression comportant un clapet (22) ayant une surface exposée à la pression de la chambre et une surface opposée exposée à la pression à l'ex- térieur de l'injecteur, des moyens élastiques (30) rappelant le clapet (22) dans une position fermée, la pression dans la- chambre agissant sur la première surface pour déplacer le clapet et l'amener dans une position ouverte pour permettre au combustible de s'écouler jusqu'à l'arrivée de combustible (19) et un clapet anti-retour (32) à travers lequel le com- bustible s'écoule jusqu'à cette arrivée, la pression néces- saire pour amener le clapet dans la position ouverte étant supérieure à la somme de la pression résiduelle maximale à l'arrivée de combustible lorsque, en service, la fourniture du combustible a cessé, et de la pression.nécessaire pour ouvrir le clapet anti-retour. 2.- Injecteur selon la revendication 1, dans lequel le clapet (22) comporte une tête (26) agencée pour coopérer avec un siège dans la position fermée de ce clapet, un passage (31) s'étendant à travers le clapet à partir de la chambre (12) et un espace annulaire (25) défini par ce clapet et raccordé par ce passage (31) à l'arrivée de combustible (19). 3.- Injecteur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le clapet anti-retour (32) est disposé dans le corps (10). 4.- Injecteur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le clapet (22) comporte un prolongement (27) qui définit ladite surface opposée, et des moyens d'étan- chéité disposés entre la partie principale du clapet et ce prolongement et les parois respectives des alésages dans lesquelles ils sont disposés pour réduire au minimum les fuites de combustible.