Brevet FR2513321A1 — publié le 19830325

i - "Soupape d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne " L'invention concerne une soupape d'injection, en particulier pour les dispositifs d'injection de carburant dans les moteurs à combustion interne comportant un corps obturateur de soupape mobile qui coopère avec un siège de soupape fixe prévu sur un corps de buse. On connait déjà une soupape d'injection dans laquelle les canaux à jet giratoire sont façonnés directe- ment dans le corps de la buse Les opérations de perçage nécessaires à cet effet ne sont pas seulement onéreuses, mais elles posent aussi des limites à la forme et au tracé des canaux giratoires. La soupape d'injection suivant l'invention est en revanche caractérisée en ce que, en aval du siège de soupape fixe, dans le corps de buse, est disposé un acces- soire d'impact de giration dans lequel sont réalisés des ca- naux giratoires qui servent en mêms temps au dosage. Cette disposition offre l'avantage d'une bonne simplicité de la fabrication et du montage d'une soupape injectant un jet giratoire avec dosage simultané du carbu- rant par les canaux giratoires. Des dispositions constituant des perfectionne- ments et améliorations de la soupape d'injection ci-dessus ressortiront de la description d'exemples de réalisation de l'invention O 2.- Une disposition particulièrement avantageuse consiste dans la-possibilité d'intervenir pour une correc- tion ultérieure de la quantité injectée. la description ci-après se rapporte à des exem- ples de réalisation de l'invention avec référence aux des- sins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une soupape d'injec- tion avec un premier exemple de réalisation d'un accessoire donnant l'effet giratoire, la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne IIII de la figure 1, la figure 3 montre un second exemple de réalisa- tion de l'accessoire donnant l'effet giratoire avec une re- présentation partielle d'une soupape d'injection, la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, la figure 6 représente un troisième exemple de réalisation de l'accessoire-donnant l'effet giratoire avec représentation partielle d'une soupape d'injections la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6, la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7, la figure 9 montre un quatrième exemple de réalisation d'un accessoire donnant l'effet giratoire. la soupape d'injection de carburant 1, repré- sentée dans la figure 1, peut être actionnée, d'une façon connue, électro-magnétiquement et sert par exemple à l'in- jection de carburant, en particulier sous une faible pres sion, dans le tuyau d'aspiration d'air d'un moteur à combus- tion interne à compression du mélange, à allumage commandé. l'injection de carburant par cette soupape d'injection peut ici se faire, soit au moyen d'une soupape d'injection uniques 3,- simultanément pour tous les cylindres du moteur, en amont ou en aval d'un volet étrangleur placé dans le tuyau d'as- piration, soit au moyen d'une soupape d'injection pour cha- que cylindre du moteur immédiatement en avant de la soupape d'admission, dans les différents tuyaux d'aspiration, La com- mande électrique de la soupape d'injection de carburant peut ici se faire d'une façon connue au moyen de fiches de con- tact 3. La soupape d'injection de carburant est montée dans une ouverture de guidage 4 d'un corps porteur 5 et peut être fixée dans le sens axial, par exemple au moyen d'une griffe ou d'un couvercle 7 Sur une surface frontale 8 de la soupape d'injection 1 qui est à l'opposé du couver- cle 7, est appliquée une bague d'étanchéité 10, qui s'appuie d'autre part, sur un décrochement 9 du corps porteur 5# le- quel peut être formé par la paroi du tuyau d'aspiration d'air lui-même, ou être réalisé sous la forme d'une pièce indépendante. La soupape d'injection de carburant 1 présente une gorge 12 d'alimentation en carburant, annulaire, d'o des orifices 13 d'alimentation en carburant conduisent dans l'intérieur de la soupape La soupape d'injection 1 possède également, décalée axialement par rapport à la gor- ge 12 d'alimentation, et représentée au-dessus d'elle dans le dessin, une gorge 14 également annulaire, d'o des ou- vertures 15 d'évacuation du carburant conduisent dans l'in- térieur de la soupape Dans la gorge 12 d'alimentation en carburant, débouche une conduite d'alimentation de carburant 17 qui communique, d'une façon qui n'est pas représentée, avec une source d'alimentation en carburant, par exemple une pompe à carburant Le carburant qui s'écoule par la conduite d'alimentation 17 dans la gorge 12 d'alimentation arrive, par les orifices 13 d'arrivée du carburant, dans l'intérieur de la soupape d'injection 1 et, ou bien est en- voyé dans le tuyau d'aspiration d'air, ou bien parcourt, pour 4.- absorber la chaleur, la soupape d'injection et sort par les ouvertures 15 d'évacuation du carburant dans la gorge 14, qui communique avec une conduite 18 d'évacuation du car- burant, qui est réalisée dans le corps porteur 5. La soupape d'injection de carburant est guidée dans le sens radial dans l'ouverture 4 du corps porteur 5 par des pièces d'appui 19, 20, 21 d'un filtre à carburant 23 qui s'étend dans le sens radial en les recouvrant, sur les gorges 12 d'alimentation et 14 d'évacuation du carbu- rant Les pièces d'appui 19, 20, 21 sont constituées en une matière élastique, telle que par exemple du caoutchouc ou une matière plastique En particulier, la pièce d'appui 20 du milieu est réalisée de forme annulaire, de façon telle qu'elle s'appuie, par exemple par des méplats d'étanchéité 24 dont elle est pourvue, sur la circonférence de la sou- pape d'injection 1, entre la gorge d'alimentation 12 et la gorge d'évacuation 14 d'une part, et sur l'ouverture de guidage 4, d'autre part, de telle façon qu'elle rend étanche la gorge d'alimentation 12 et la conduite 17 d'alimentation en carburant, par rapport à la gorge d'évacuation 14 et à la conduite d'évacuation 18 du carburant. Le carburant arrivant par la conduite 17 d'ali- mentation arrive d'abord dans une gorge annulaire 25 réali- sée entre la pièce d'appui 20 du milieu et la pièce d'appui inférieure 21 du filtre à carburant, et il peut passer, de cette gorge annulaire 25 à travers la zone filtrante 26, dans la gorge 12 d'alimentation en carburant De la gorge 14 d'évacuation, ce carburant peut s'écouler à travers la zone filtrante 27, dans une gorge annulaire 28, située entre le corps d'appui supérieur 19 d'extrémité et le corps d'appui du milieu du filtre à carburant 23 et qui communique avec la conduite 18 d'évacuation du carburant les particules étrangères contenues dans le carburant sont retenues par le filtre à leur passage à travers les zones filtrantes 269 27. Grâce en particulier à la réalisation élastique du corps 5.- d'appui 20 du milieut l'usinage est plus simple et on peut admettre de plus grandes tolérances sur la circonférence de la soupape d'injection de carburant l et sur le diamè- tre de l'ouverture de guidage 4. Le corps d'appui supérieur 19 peut être pourvu sur sa face tournée vers la soupape d'injection 1, d'un er- got 30 d'arrgt qui s'engage, quand on pousse le tamis à carburant 23 sur la soupape d'injection l dans une gorge d'arrêt 31 de cette soupape, de sorte que cette soupape 1 peut être introduite, en commun avec le filtre à carburant 23 posé sur elle, dans l'ouverture de guidage 4 du corps porteur 5 Sur la pièce d'appui supérieure 19 peut être pré- vue également, une bague d'étanchéité 33 qui s'appuie axia- lement, et est disposée entre la soupape d'injection 1 et le corps porteur 5, étant fixée d'autre part par le couver- cle 7. La soupape d'injection 1 possède un corps mobi- le 35 obturateur de soupape qui est réalisé par exemple en forme de sphère et qui coopère avec un siège de soupape 36, fixe, de forme correspondante, prévu sur un corps de buse 37, le corps mobile 35 de la soupape est soulevé du siège de soupape, quand l'électro-aimant de la soupape d'injection 1 est excité, de telle sorte que le carburant peut passer en- tre la partie mobile 35 et le siège 36 de la soupape et ar- rive de là dans une chambre de collecte 38 dont le volume est le plus petit possible A la chambre de collecte 38 se raccorde un perçage de préparation 40 également réalisé dans le corps de buse 37 Dans ce perçage de préparation 40 est enfoncé à force, partiellement, un accessoire d'impact cy- lindrique 41, qui présente des canaux giratoires 42, ouverts vers sa circonférence et qui sont fermés d'autre part, par la paroi 43 du perçage de préparation 40. Les canaux giratoires 42 s'étendent inclinés dans le sens axial, à partir d'une extrémité 44, dans la chambre de collecte 38, vers l'autre extrémité 45 de l'acces- 2513 3 21 6.- soire de giration 41, par rapport à l'axe de la soupape d'injection et débouchent tangentiellement dans la section 46 du perçage de préparation, sur la paroi de laquelle se répartit, sous forme de pellicule, le carburant qui s'écoule vers l'ouverture d'extrémité 47, réalisée avec un angle vif, du corps de buse 37, d'o la pellicule de carbu- rant se détache tout en présentant encore un mouvement de giration pour pénétrer dans le courant d'air du tuyau d'as- piration, o il se produit un mélange intime et régulier de l'air et du carburant, ce qui est une condition pour arri- ver à une consommation réduite de carburant et à une faible proportion de composants toxiques dans les gaz d'échappement. Les canaux giratoires 42 servent en m me temps de canaux doseurs et ont une section transversale semi- circulaire qui se raccorde par un arrondi à la circonférence de l'accessoire de giration 41, comme il est représenté dans la figure 2 Il est prévu ici, au moins deux canaux gira- toires 42, décalés l'un par rapport à l'autre d'un certain angle Dans la figure 2, sont représentés quatre canaux gi- ratoires 42 décalés de 90 l'un par rapport à l'autre On peut agir sur la quantité dosée en enfonçant l'accessoire de giration 41 plus ou moins profondément dans le perçage 40 de préparation, car l'effet d'étranglement des canaux gira- toires 42 est fonction de la longueur des canaux giratoires 42 recouverte par la paroi 43 du perçage de préparation 40. On peut ainsi procéder à une correction de la quantité de carburant dosée, m 4 me après montage, en déplaçant l'acces- soire de giration 41. Dans le second exemple de réalisation représen- té dans la figure 3, la soupape d'injection 1 est illustrée seulement en partie, et les pièces qui sont restées les mô- mes et qui ont la même action que dans l'exemple de réalisa- tion de la figure 1, portent les mêmes chiffres de référen- ces La chambre de collecte 38 se raccorde dans l'exemple de réalisation de la figure 4, à un perçage de préparation 40 7.- dont le diamètre est plus petit que celui de la chambre de collecte 38, avec formation d'un gradin 50 Dans la chambre de collecte 38 est disposé un accessoire d'impact de gira- tion 51 en forme de disque, qui s'appuie par sa surface fron- tale 52, sur le gradin 51 Comme il est représenté également dans les figures 4 et 5, des canaux giratoires 53 sont réa- lisés dans la surface frontale 52, ils sont ouverts sur cette surface frontale 52 et sont couverts par le gradin annulaire 50 Les canaux giratoires 50 s'étendent essentiel- lement horizontalement, et débouchent tangentiellement dans la perforation de préparation 40 d'oh le carburant sort sous forme de pellicule, avec un effet de giration, dans le cou- rant d'air Suivant la figure 4, il est prévu dans l'acces- soire de giration 51, quatre canaux giratoires 53, qui sont décalés de 90 par rapport les uns aux autres, et s'é- tendent parallèlement à l'axe de la surface frontale qui correspond au rayon de perçage de préparation 40 Les ca- naux giratoires 53 commencent sur la circonférence de l'ac- cessoire 51 de giration et se terminent en forme de trou borgne en un arc 54 vers la surface frontale 52. Dans les troisième et quatrième exemples de réalisation d'un accessoire de giration suivant les figures 6, 7, 8 et 9, qui sont représentées également partiellement il est enfoncé, dans un perçage de réception 56, qui se raccorde à la chambre collectrice 38, du corps de buse 37, un accessoire de giration 57, en t 8 le, façonné en orme de pot réalisé par exemple par emboutissage Dans le fond 58 de cet accessoire de giration 57, sont façonnés des canaux giratoires 59, qui sont inclinés par rapport à l'axe longi- tudinal de la soupape d'injection 1 et qui débouchent dans un perçage de préparation 61, formé par la paroi cylindrique de l'accessoire de giration 57, d'o le carburant sort, sous forme de pellicule, en giration, réparti dans le cou- rant d'air Les canaux giratoires 59 servent, comme les ca- naux giratoires 53 du second exemple de réalisation, de 8.- canaux doseurs Dans la figure 7, sont représentés quatre canaux giratoires 59, décalés entre eux de 90 Comme re- présenté dans la figure 8, l'embouchure 62 de chacun des ca- naux giratoires 59 est entaillée dans le fond 58 et recour- bée vers l'intérieur de l'accessoire 57 de giration. -Dans l'accessoire de giration 57 de la figure 9, le fond 58 est pourvu d'une entaille oblique 63, d'oh les canaux giratoires 59 s'amorcent vers la chambre de col- lecte 38, et réalisés sous la forme de perçages, conduisent au perçage de préparation 61. Il est possible, grâce à la disposition décrite dans les exemples de réalisation d'un accessoire de giration 41, 51, 57, de fabriquer par des moyens simples, et de mon- ter, une soupape d'injection de carburant o l'injection prend la forme d'un jet giratoire. 9._ R E V E N D I C A T I O N S 1. Soupape d'injection, en particulier pour les dispositifs d'injection de carburant dans les moteurs à combustion interne comportant un corps obturateur de sou- pape mobile ( 35) qui coopère avec un siège de soupape fixe, prévu sur un corps de buse, caractérisée en ce que, en aval du siège de soupape ( 36) fixe, dans le corps de buse ( 37) est disposé un accessoire d'impact de giration ( 41) dans le- quel sont réalisés des canaux giratoires ( 42) qui servent en même temps au dosage. 2. Soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de buse ( 37) comporte, en aval du siège de soupape ( 36), un perçage de préparation ( 40) dans lequel l'accessoire de giration ( 41) est enfoncé partiellement, accessoire qui porte sur sa circonférence des canaux giratoires ( 42) ouverts, qui s'étendent, dans le sens axial, d'une extrémité à l'autre de cet accessoire ( 41) et qui débouchent dans le perçage de préparation ( 40) tangen- tiellement, inclinés par rapport à l'axe longitudinal de la soupape d'injection. 3. Splipape d'injection suivant la revendication 2, caractérisée en ce que, pour agir sur la quantité dosée, on peut enfoncer plus ou moins profondément l'accessoire de giration ( 41) dans le perçage ( 40) de préparation. 4 Soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, dans le corps de buse ( 37) en aval du siège de soupape ( 36), est prévue une chambre de collecte ( 38) à laquelle se raccorde un perçage de prépara- tion ( 40) de plus petit diamètre, l'accessoire de giration ( 51) s'appliquant, dans la chambre de collecte ( 38) sur un gradin ( 50) façonné vers le perçage de préparation ( 40), et possédant sur sa surface frontale ( 52) tournée vers le gra- din ( 50), des canaux giratoires ( 53) ouverts vers la surface frontale ( 52), et qui débouchent tangentiellement dans le perçage de préparation ( 40). 10.- 5. Soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de buse ( 37) présente, en aval du siège de soupape ( 36) une perforation de récep- tion ( 56) dans laquelle est enfoncé l'accessoire de gira- tion ( 57) réalisé en forme de pot dont le fond ( 58), tourné vers le siège de soupape ( 36) est pourvu de canaux giratoi- res ( 59) façonnés, qui débouchent, inclinés par rapport à l'axe longitudinal de la soupape d'injection, dans un per- çage de préparation ( 61) réalisé à partir de la paroi cylin- drique ( 60) de l'accessoire ( 57) de giration établi en for- me de pot. 6. Soupape d'injection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les canaux giratoires ( 42, 53, 59) ont une section transversale semi- circulaire. 7. Soupape d'injection suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les parois des canaux giratoires ( 42, 54, 59) se raccordent, par un arrondi, à la circonfé- rence de l'accessoire de giration ( 41, 51, 57).