Brevet FR2478749A1 — publié le 19810925

La présente invention concerne un dispositif d'injection de combustible du type destiné à alimenter en combustible la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne et qui comprend un corps creux délimitant un passage de sortie dans une de ses parois d'extrémité, un siège formé dans le passage de sortie, un obturateur comportant une tige et une tête, cette tete étant conformée de façon à coopérer avec le siège et étant disposée à l'intérieur du passage de sortie, la tige s'étendant dans le corps creux, des moyens élastiques agissant sur la tige pour solliciter la te te en contact avec le siège, un orifice d'arrivée combustible à l'intérieur du corps et par lequel, en service, du combustible liquide est introduit dans l'intérieur du corps, la pression du combustible agissant sur l'obturateur pour solliciter celui-ci à l'encontre de l'action desdits moyens élastiques de façon ainsi à soulever la te te au-dessus du siège, la tete se déplaçant vers l'extérieur du dispositif d'injection, la tete et le passage de sortie délimitant entre eux un trajet d'écoulement annulaire par lequel le combustible liquide peut s'écouler à partir de l'intérieur du corps et la surface de la section transversale du trajet d'écoulement variant lorsque la tête s'écarte du siège. De tels dispositifs d'injection sont bien connus dans la technique et l'une des raisons pour construire la tête d'obturateur et l'orifice de sortie d'une manière telle que la section du trajet d'écoulement varie est de commander le débit de combustible fourni par le dispositif d'injection. Habituellement, des dispositions sont prises pour que la section initiale du trajet d'écoulement soit petite et reste petite jusqu'à ce que la tête se soit écartée d'une distance prédéterminée du siège, à la suite de quoi la section s'accot soit par paliers soit à un taux constant à mesure que la distance augmente. En service, le dispositif d'injection est alimenté en combustible par une pompe entrainée par le moteur, pompe qui peut comporter une came et un plongeur de pompage. Le débit de combustible fourni par la pompe pour une vitesse donnée du moteur dépend de la forme de la came et, par conséquent, le débit de combustible fourni par l'injecteur, outre qu'il dépend de la forme de la came dépend également de la section du trajet d'écoulement. La section du trajet d'écoulement dépend de la position de l'obturateur. Le débit de combustible fourni à certains types de moteurs à allumage par compression, en particulier le débit initial de distribution du combustible fourni, est très important et, bien que l'obturateur et l'orifice de sortie puissent être conformés de façon à délimiter entre eux une petite section et, par conséquent, à produire un écoulement réduit de combustible au début de la distribution de combustible, il arrive quelquefois que l'obturateur se déplace trop rapidement jusqu'à la position dou- verture totale, d'oU il résulte que le débit initial de combustible est trop élevé.On pense que la raison pour laquelle l'obturateur se déplace jusqu'à la position d'ouverture est due au fait que l'élévation rapide de la pression du combustible refoulé par la pompe propulse l'obtu- rateur à l'encontre de l'action de son ressort à la manié- re d'un piston avant qutil se soit écoulé un temps suffisant pour la distribution de combustible au débit réduit. L'invention a pour but de réaliser un dispositif d'injection du type spécifié sous une forme simple et commode. L'invention a pour objet à cet effet un dispositif injecteur de combustible du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend un piston monté sur l'obturateur, ce piston coopérant avec la surface intérieure du corps creux et divisant l'intérieur du corps en deux chambres, le passage de sortie communiquant avec une première desdites chambres, et l'orifice d'arrivée du combustible communiquant avec la seconde chambre, des moyens d'arrêt pour limiter le mouvement de l'obturateur à l'encontre de l'action desdits moyens élastiques et un dispositif de soupape pouvant etre actionné pour permettre au combustible de s'écouler à partir de la seconde chambre jusque dans la première chambre lorsqu'au cours de la distribution de combustible à la seconde chambre, le mouvement de l'obturateur est arrêté par les moyens d'arrêt. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale verticale du dispositif d'injection - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie du dispositif d'injection de la figure 1. Comme représenté au dessin, le dispositif d'injection comprend un corps 10 qui comporte une jupe 11 venue de matière. Le corps comporte un filetage périphérique sur lequel est vissé un écrou-capuchon 12 qui retient un injecteur, désigné dans son ensemble par la référence 13, en appui contre l'extrémité de la jupe. La jupe a une surface interne cylindrique et un passage 14 d'arrivée de combustible communique-avec la chambre délimitée par la jupe, ce passage, en service, étant raccordé à l'orifice de refoulement d'une pompe d'injection de combustible qui est designée par la référence 15. Un élément filtrant de chant 16 est disposé dans l'orifice d'arrivée de combustible. L'ensemble d'injecteur comporte une partie 17 munie d'une collerette 17A qui est emprisonnée entre l'extrémité de la jupe 11 et l'écrou-capuchon 12. Un alésage cylindrique 18 qui constitue un passage de sortie s'étend à travers la partie 17. Un siège 19 est formé dans le passage dé sortie et un obturateur est muni d'une tête 20 adaptée pour venir en appui contre le siège, cet obturateur comportant une tige 21 qui s'étend dans l'alésage 18. La tige comporte une partie cannelée 30 qui guide le mouvement de la tige dans l'alésage et, en outre, la tige comporte une partie de guidage 22 qui est en partie logée dans l'alésage 18.La partie de guidage 22 porte une butée 23 de ressort, la butée étant retenue sur la tige au moyen d'un organe de retenue 24 qui est positionné autour d'une partie de plus petit diamètre de la tige et qui est en appui contre un bossage 25 formé à l'extrémité de la tige opposée à-celle qui porte la tête 20. La butée 23 comporte une collerette s'étendant vers l'extérieur contre laquelle est en appui une extrémité d'un ressort de compression hélicoidal 26 dont l'autre extrémité est en appui contre la collerette de la partie 17. La partie 17 comporte deux orifices 27 par lesquels le combustible peut s'écouler à partir de l'intérieur de la jupe le long de l'espace annulaire formé entre la tige 21 et l'alésage 18 au-delà de la partie cannelée de la tige et, lorsque l'obturateur est dans la position ouverte, par l'espace libre annulaire formé entre la tête de l'obturateur et la partie de l'orifice de sortie située en aval du siège. L'importance du déplacement de l'obturateur en éloignement du siège est limitée par la venue en butée de la butée 23 de ressort contre la partie 17. La tête 20 de l'obturateur, comme représenté plus clairement dans la vue à plus grande échelle de la figure 2, comporte une partie tronconique 20A et une partie cylindrique lisse 20B. L'orifice de sortie, en aval du siège 19, a une forme cylindrique droite. Lorsque la tete de soupape se déplace en s'écartant du siège, la section du trajet d'écoulement par lequel le combustible peut s'écouler est délimitée entre la partie de forme cylindrique droite 20B et l'orifice de sortie ; cependant, lorsque la partie cylindrique droite 20B fait saillie audelà de la partie 17, la section du trajet d'écouler ment commence à augmenter. L'injecteur tel que décrit jusqu'à ce point est bien connu dans la tèchnique et lorsque du combustible est fourni sous pression par la pompe d'injection, une force agit sur l'obturateur pour déplacer celui-ci à l'encontre de l'action du ressort 26. Le combustible s'écoule par les orifices 27 et par l'espace annulaire formé entre la tête de soupape et 1' orifice de sortie en aval du siège. L'écoulement initial de combustible, au moins en théorie, s'effectue à un débit réduit du fait que la section du trajet d'écoulement est petite. L'obturateur continuant de s'écarter du siège, la section du trajet d'écoulement s'accroit et il en est de même du débit de combustible distribué. Comme on l'a expliqué plus haut, dans certains cas, l'obturateur agit comme un.piston et se déplace très rapidement jusqu'à la position d'ouverture maximale telle que déterminée par la venue en appui de la butée 23 de ressort contre la partie 17 de sorte que la distribution de combustible au débit réduit est très faible. Pour résoudre ce problème, l'obturateur est muni d'un piston et-ce dernier est constitué par une bague 28 qui est positionnée contre la face inférieure de l'organe de retenue 24. La bague et l'organe de retenue ont des surfaces coopérantes qui. établissent un joint étanche au combustible et la périphérie de la bague forme un joint étanche avec la surface intérieure de la jupe, les surfaces coopérantes de.l'organe de retenue 24 et de la butée 23 de ressort établissant également entre elles un joint étanche. La bague est sollicitée en appui contre l'organe de retenue au moyen d'un ressort qui présente la forme d'un ressort de compression hélicoïdal 29. Le piston constitué par la bague 28 et l'organe de retenue 24 divise l'espace délimité par la jupe en deux chambres, la première étant en communication avec l'orifice de sortie et la seconde avec l'orifice d'arrivée.Lorsque du combustible est fourni par le passage d'arrivée 14, le combustible sous pression agit sur la première face du piston pour provoquer son déplacement mais, du fait de ce déplacement, le combustible contenu dans la première chambre est également mis sous pression et, lorsque le piston et l'obturateur se déplacent, le combustible est refoulé par les orifices 27 et par l'orifice de sortie. Au moins l'écoulement initial de combustible s'effectue à un débit réduit du fait que cet écoulement doit s'effectuer par le trajet d'écoulement étranglé délimité par la tête de soupape et l'ori- fice de sortie. Le déplacement de l'obturateur se poursuit et, lorsque la partie 20B de la tête de soupape se déplace hors de l'orifice de sortie, le débit de combustible peut augmenter.Le déplacement de l'obturateur est, comme précédemment, arrêté par la venue en contact de la butée 23 contre la partie 17 et, lorsque ceci se produit, la pression de combustible agissant sur la bague 28 repousse celle-ci en s'éloignant de l'organe de retenue 24 à l'encontre de l'action du ressort 29, permettant au combustible de s'écouler entre les chambres. La bague 28 et l'organe de retenue 24 fonctionnent ainsi comme une soupape. Lorsque l'écoulement de combustible s'arrête, les pièces retournent à la position représentée au dessin, la bague 28 étant maintenue écartée de l'organe de retenue 24 par l'écoulement de combustible jusqu'à ce que la tête de soupape vienne en appui contre le siège. I1 n'y a pratiquement aucune restriction à la vitesse de fermeture de l'ob- turateur - La quantité de combustible qui est distribuée au débit réduit dépend du déplacement du piston et de l'cbtu- rateur avant que la partie 20B de la tête de soupape quitte l'orifice de sortie, et du volume de combustible déplacé par le piston au cours de ce déplacement. Ainsi, en modifiant la longueur axiale de la partie 20B, on peut modifier la quantité de combustible distribuée au débit réduit. On peut également obtenir une modification de cette quantité en modifiant la surface du piston par rapport à la surface de l'obturateur. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'injection de combustible du type destiné à alimenter en combustible la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne et qui comprend un corps creux (10, 11) délimitant un passage de sortie (18) dans une de ses parois d'extrémité, un siège (19) formé dans le passage de sortie, un obturateur comportant une tige (21) et une tête (20), cette tête-étant conformée de façon à coopérer avec le siège et étant disposée à l'intérieur du passage de sortie, la tige s'étendant dans le corps creux, des moyens élastiques (26) agissant sur la tige pour solliciter la tête en contact avec le siège, un orifice (14) d'arrivée combustible à l'intérieur du corps et par lequel, en service, du combustible liquide est introduit dans l'intérieur du corps, la pression du combustible agissant sur l'obturateur pour solliciter celui-ci à l'encontre de l'action des moyens élastiques de façon à soulever ainsi la tête au-dessus du siège, la tête se déplaçant vers l'extérieur du dispositif d'injec tion, la tête et le passage de sortie délimitant un trajet d'écoulement annulaire par lequel le combustible liquide peut s'écouler à partir de l'intérieur du corps et la surface de la section transversale du trajet d'écoulement variant lorsque la tête en s'écartant du siège, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un piston (28) monté sur l'obturateur, ce piston coopérant avec la surface intérieure du corps creux (lo, 11) et divisant l'intérieur du corps en deux chambres, le passage de sortie (18) communiquant avec une première desdites chambres, et l'orifice d'arrivée (14) du combustible communiquant avec la seconde chambre, des moyens d'arrêt (23, 17) pour limiter le mouvement de l'obturateur à l'encontre de l'action desdits moyens élastiques et un dispositif de soupape (28, 24) pouvant être actionné pour permettre au combustible de s'écouler à partir de la seconde chambre jusque dans la première chambre lorsqu'au cours de la distribution de combustible à la seconde chambre, le mouvement de l'obturateur est arrêté nar les moyens d'arrêt. 2. Dispositif d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (28) est disposé autour de la tige (21) et coopère avec une partie (24) portée par la tige pour former le dispositif de soupape et avec des moyens élastiques (29) qui agissent sur le piston pour solliciter. celui-ci en contact avec ladite partie (24). 3. Dispositif d'injection selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie constitue un organe de retenue (24) pour une butée (23) de ressort positionnée autour de la tige (21). 4. Dispositif d'injection selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par un ressort hélicoidal (29) disposé entre le piston (28) et une collerette formée sur la butée (23). 5. Dispositif d'injection selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston est constitué par une bague (24).